Linux-Distribution


Linux-Distribution
Das Linux-Maskottchen Tux

Eine Linux-Distribution ist eine von einem Linux-Distributor zusammengestellte Sammlung von Programm-Paketen. Sie besteht mindestens aus dem namensgebenden Linux-Kernel und den für einen Betrieb des Systems erforderlichen Programmen. Diese Programme stammen vielfach aus dem noch älteren GNU-Projekt, welches es sich schon früh zur Aufgabe gestellt hatte, eine Alternative zu den kommerziellen UNIX-Derivaten zu entwickeln, dessen eigener Kernel, GNU Hurd, beim Erscheinen von Linux jedoch noch in der Entwicklung war. Daher ist auch der Begriff GNU/Linux geläufig (z. B. bei Debian).

Grundsätzlich ist der Betrieb von GNU/Linux jedoch auch ohne eine Distribution möglich, wie das Projekt Linux from Scratch zeigt.

Aufgabe der Distributoren ist es, aus den aus verschiedenen Quellen stammenden Einzel-Programm-Sourcecodes ein lauffähiges und verwendbares Gesamtsystem zusammenzustellen und es dann als sogenanntes Betriebssystem anzubieten und zu unterstützen. Dies erreichen sie durch eine aus ihrer jeweiligen Sicht geeignete Auswahl der Programme (Debian umfasst komplett ca. 29.000), Anpassung der Programme (durch Patchen), Hinzugabe von eigenen Programmentwicklungen (vor allem zur Installation und Konfiguration des Systems, wie zum Beispiel apt, Synaptic, YaST) sowie (bis auf wenige Ausnahmen, z. B. Gentoo) Compilierung und Paketierung (.deb, .rpm) der Programme.

Inhaltsverzeichnis

Geschichte

Hauptartikel: Geschichte von Linux
Zeitleiste mit der Entwicklung verschiedener Linux-Distributionen

Da Linux nur ein Kernel ist, wird weitere Software benötigt, um ein benutzbares Betriebssystem zu erhalten. Aus diesem Grund kamen die ersten Linux-Distributionen schon kurz nach der GPL-Lizenzierung von Linux auf, als Anwender, die nicht zum direkten Entwicklerkreis gehörten, Linux zu nutzen begannen. Die ersten Distributionen hatten dabei das Ziel, das System beispielsweise mit der Software des GNU-Projekts zu einem arbeitsfähigen Betriebssystem zu bündeln. Zu ihnen gehörten MCC Interim Linux, das auf den FTP-Servern der University of Manchester im Februar 1992 veröffentlicht wurde, TAMU, das von einigen Programmierern der Texas A&M University etwa zur gleichen Zeit erstellt wurde, und Softlanding Linux System (SLS). Die erste kommerziell auf CD erhältliche Distribution war 1992 das von Adam J. Richters entwickelte Yggdrasil Linux. Am 16. Juli 1993 veröffentlichte Patrick Volkerding die Distribution Slackware. Sie ist die älteste heute noch aktive Linux-Distribution.

Die ersten Nutzer kannten noch freie Software aus der Zeit vor den 1980er-Jahren und schätzten Linux, weil sie wieder die Verwertungsrechte an der von ihnen verwendeten Software besaßen. Spätere Nutzer waren Unix-Anwender, die Linux zunächst vor allem privat einsetzten und sich vor allem über den geringen Preis freuten. Waren die ersten Distributionen nur der Bequemlichkeit halber geschaffen worden, sind sie doch heute die übliche Art für Nutzer wie auch Entwickler, ein Linux-System zu installieren. Dabei werden die Linux-Distributionen heutzutage sowohl von Entwicklergruppen als auch von Firmen oder gemeinnützigen Projekten entwickelt und betrieben.

Die Frage, welche Distributionen besonders beliebt sind, lässt sich nur schwer beantworten. Im deutschsprachigen Raum werden vor allem Ubuntu, openSUSE und Knoppix häufiger auch außerhalb der IT-Presse erwähnt. Darüber hinaus wäre Fedora zu nennen, das von dem börsennotierten US-Unternehmen Red Hat entwickelt wird.

Zusammensetzung

Bestandteile einer Linux-Distribution

Neben dem Linux-Kernel besteht eine Distribution zunächst aus der GNU-Software, die das grundlegende Basissystem bereitstellt. Hinzu kommen meist einige systemnahe Programme, insbesondere eine Paketverwaltung. Distributionen, welche auch oder nur für Desktop-Systeme gedacht sind, verfügen darüber hinaus über ein X-Window-System. Eine solches ist für das Ausführen einer grafischen Benutzeroberfläche erforderlich, welche ebenfalls installiert sein muss. Gängig sind hier vor allem ganze Desktopumgebungen, wie bspw. GNOME oder die KDE Software Compilation, welche neben der reinen Benutzeroberfläche noch eine Vielzahl an Anwendungsprogrammen mitbringen. Sind mehrere Betriebssysteme installiert, kommt zudem ein Boot-Manager zum Einsatz.

Sofern sie nicht bereits Bestandteil einer Desktopumgebung sind, werden in der Regel auch noch weitere Anwendungsprogramme mitgeliefert. Dies sind beispielsweise Office-Pakete, Multimediasoftware, Editoren, E-Mail-Programme, Browser aber auch Server-Software. Daneben finden sich meist Entwickler-Werkzeuge wie Compiler bzw. Interpreter sowie Editoren.

Vertrieb

Während proprietäre Betriebssysteme ausschließlich über den Einzelhandel vertrieben werden, ist dies bei Linux-Distributionen eher die Ausnahme. Die meisten Distributionen können heute kostenlos von der Website der Anbieter heruntergeladen werden. Diese finanzieren sich über Spenden, über kostenpflichtigen Support oder auch einfach nur über die beteiligten Freiwilligen. Nur vergleichsweise wenige „normale“ Distributionen werden direkt von Firmen entwickelt; diese sind teilweise auch über den Einzelhandel verfügbar.

Arten von Distributionen

Da Distributionen praktisch eigene Produkte sind, konkurrieren diese am Markt miteinander und versuchen sich einerseits voneinander abzugrenzen, andererseits aber auch anderen Distributionen keinen zu großen Vorteil zu überlassen. Daher unterscheiden sich zwar sämtliche Distributionen, es gibt aber kaum etwas, wofür sich nicht jede Distribution anpassen ließe. Hiervon ausgenommen sind nur Spezial-Systeme etwa als Software im Embedded-Bereich.

Einige Distributionen sind speziell auf einen Anwendungsfall optimiert, so gibt es etwa Systeme speziell für den Einsatz in Bildungseinrichtungen mit hierfür spezialisierter Software und zumeist einem Terminal-Server-System, wodurch nur ein leistungsstarker Rechner benötigt wird und ansonsten auch ältere Hardware ausreicht. Beispiele sind hier Edubuntu oder Skolelinux. Ebenso gibt es Systeme speziell für veraltete Systeme, die einen geringeren Funktionsumfang haben und geringe Systemanforderungen stellen. Beispiele sind etwa Damn Small Linux oder Puppy Linux, die einen Umfang von nur 50 beziehungsweise 100 MB haben.

Smartphone-Systeme

Android-2.0-Oberfläche

Für Smartphones gibt es speziell optimierte Distributionen. Sie bieten neben den Telefonie- und Textnachrichten-Funktionen, diverse PIM-, Navigations- und Multimedia-Funktionen. Die Bedienung erfolgt meist über Multi-Touch oder mit einem Stift. Diese Linux-Systeme werden meist von einem Firmenkonsortium oder einer einzelnen Firma entwickelt. Teilweise unterscheiden sie sich sehr stark von den sonst klassischen Desktop- und Server-Distributionen. Anders als im Embedded-Bereich sind die Smartphone-Distributionen aber nicht auf ein bestimmtes Gerät beschränkt. Sie dienen als Betriebssystem für Geräte ganz unterschiedlicher Modellreihen, die oft sogar von verschiedenen Herstellern angeboten werden.

Die Architektur dieser Smartphone-Distributionen hat teilweise neben dem Linux-Kernel wenig mit den klassischen Distributionen zu tun. Es wird teilweise nur ein sehr kleiner Teil der sonst üblichen GNU-Software-Umgebung genutzt. Die normalerweise mit Linux genutzten UNIX-artigen Dienste und Tools werden beispielsweise durch eine Java-Runtime ersetzt. Dadurch entstehen neue Programmierschnittstellen, die sich aber sehr leicht auf klassischen Linux-Systemen emulieren lassen.[1]

Verbreitet sind Android, Bada, Maemo, Mobilinux und WebOS. Sie sind auf dem Weg, die bisher verbreiteten Mobil-Plattformen Windows Mobile und Symbian OS aus dem Markt zu drängen und sich neben iOS zu etablieren bzw. es auch zu verdrängen.

Linux basierte Systeme haben seit Ende 2010 die Marktführerschaft auf dem schnell wachsenden Smartphone-Markt übernommen.[2] Sie wiesen zusammen im Juli 2011 eine Marktanteil von mindestens 45%[3] auf. Vorwiegend Android-Geräte haben Apple iOS, Windows Phone und Symbian OS sehr erfolgreich zurückgedrängt.

Live-Systeme

Hauptartikel: Live-System

Eine Besonderheit bilden Live-Systeme, die von CD, DVD, USB und anderen Medien gebootet werden. Handelte es sich hierbei zunächst nur um spezialisierte Distributionen, die den Funktionsumfang von Linux demonstrieren sollte, gehört es inzwischen zum guten Ton unter Linux-Distributionen, den Standard-Umfang in Form einer Live-CD oder (seltener) -DVD anzubieten. Einige dieser Systeme lassen sich auch direkt von der CD aus installieren.

Live-Systeme können als vollständiges Linux gestartet werden, ohne auf die Festplatte zu schreiben und ohne die bestehende Konfiguration eines Rechners zu verändern. So kann die entsprechende Linux-Distribution gefahrlos auf einem Computer getestet werden. Livesysteme eignen sich auch hervorragend zur Datenrettung und Systemanalyse, da sie von der Konfiguration des bereits bestehenden Systems unabhängig sind und so auch von möglichen Infektionen durch Würmer und Viren nicht betroffen werden können.

Linux-Distributionen neben anderen Betriebssystemen

Die meisten Linux-Distributionen können auf derselben Hardware parallel zu anderen Betriebssystemen installiert werden. Als solche kommen bspw. eine weitere Linux-Distribution, ein anderes unixoides Betriebssystem, wie Mac OS X oder Solaris, oder aber auch ein Windows in Betracht. Prinzipiell sind zwei Vorgehensweisen zu unterscheiden:

Multi-Boot

Hauptartikel: Multi-Boot-System

In einer Multi-Boot-Konfiguration werden zwei oder mehr Betriebssysteme parallel auf verschiedene Festplatten-Partitionen installiert. Installationsprogramme moderner Linux-Distributionen können meist bereits installierte Betriebssysteme erkennen und eigenständig eine Multi-Boot-Konfiguration einrichten. Nach der Installation kann bei jedem Bootvorgang aufs neue über einen Bootloader oder Bootmanager gewählt werden, welches Betriebssystem starten soll.

Virtualisierung

Werden die Betriebssysteme häufig gleichzeitig genutzt, bietet sich u.U. eher eine Virtualisierungs-Lösung an. Zu unterscheiden sind hierbei das Host- und Gast-System. Ersteres ist tatsächlich physisch auf der Hardware installiert. Innerhalb dessen kommt eine Virtualisierungssoftware wie bspw. VirtualBox oder KVM zum Einsatz. Diese emuliert für das Gast-System die gesamte erforderliche Hardware oder bietet durch ein Sicherheitssystem direkten Zugriff auf die tatsächlich vorhandene Hardware des Computers. Da diese in einer solchen Konfiguration für den gleichzeitigen Betrieb beider Systeme erforderlich ist, kann es zu Geschwindigkeitseinbußen kommen.

Unterschiede zwischen einzelnen Distributionen

Selbst wenn man Spezial-Distributionen außer Acht lässt, unterscheiden sich auch gängige Linux-Distributionen in einigen Punkten. Wichtige Einstellungsmerkmale bilden zunächst Werkzeuge zur Installation, wie bspw. Partitionierungstools. Diese richten sich meist nach dem Nutzerkreis einer Distribution. Während Anfängern bspw. nur wenig Optionen angeboten werden, um diese nicht zu überfordern, richten sich andere Distributionen an fortgeschrittenere Anwender, welche mehr Einstellungsmöglichkeiten bereits im Installationsstadium bevorzugen. Nach der Installation setzt sich dieser Unterschied orientiert am Nutzerkreis meist im Umfang von Konfigurationsprogrammen fort. So bieten manche Distributionen ausgereifte grafische Werkzeuge zur Bearbeitung von Konfigurationsdateien an, während andere lediglich die direkte Bearbeitung solcher vorsehen. Letzteres bietet jedoch oftmals die Möglichkeit einer genaueren Anpassung auf die eigenen Bedürfnisse, setzt im Gegenzug jedoch umfangreicheres Wissen beim Anwender voraus. Weiter unterscheiden sich Distributionen häufig erheblich in ihrem Umfang und der Anzahl der unterstützten Architekturen. Auch spielen Art und Umfang der Dokumentation eine Rolle. So liegen einigen Produkten Handbücher bei während andere nur Dokumentation auf Webseiten veröffentlichen. Manche verzichten ganz auf eine offizielle Dokumentation und lassen eine solche lieber - bspw. in Form von Wikis - von der Nutzerschaft pflegen. Kommerzielle Distributoren bieten daneben meist offiziellen Support an, welcher als Dienstleistung allerdings vergütet werden muss. Daneben gibt es Unterschiede im Hinblick auf die jeweilige Politik bezüglich proprietärer Software, wie bspw. Adobe Flash, dem MP3-Codec oder proprietären Hardwaretreibern. Während einige Distributionen wie zum Beispiel Debian auf proprietäre Pakete prinzipiell verzichten, liefern andere diese mit, um dem Nutzer die Nutzung zu vereinfachen. Zu unterscheiden sind weiter sog. Community-Distributionen (bspw. Debian) von solchen hinter denen Unternehmen stehen (bspw. Ubuntu). Entsprechend der Zielgruppe einer Distribution sind auch Größe und Fachkenntnis und Größe der Nutzerschaft verschieden. Hinsichtlich der installierbaren Software spielt für viele Nutzer auch das Angebot von bereits angepassten und fertig verpackten Softwarepaketen eine Rolle.

Kompatibilität zwischen den Distributionen

Die Unterschiede zwischen den einzelnen Distributionen wirken sich oftmals auf die Kompatibilität dieser aus.[4]

Schon früh in der Geschichte der Distributionen entstanden Konzepte, die Installation weiterer Software zu vereinfachen. Meist sollte Software in Form kompilierter Pakete bereitgestellt und ein Mechanismus mitgeliefert werden, der funktionelle Abhängigkeiten zwischen installierten und nachgeladenen Paketen auflösen kann. Die entstandenen Paketmanagement-Systeme arbeiten mit je eigenen Paketformaten, zum Beispiel RPM oder dpkg. Viele Linux-Distributionen haben eine eigene Softwareverwaltung mit eigenen Binärpaketen, die zu anderen Distributionen teilweise inkompatibel sind.

Die Kritik am Prinzip der Linux-Distributionen setzt unter anderem an diesem Punkt an.[4] Da nicht jedes Software-Projekt und nicht jeder Software-Entwickler die Kenntnisse und Ressourcen hat, seine Software für jede einzelne Linux-Distribution bereitzustellen, wird oft nur der Quelltext veröffentlicht. Auch größere Anbieter kommerzieller Software können nur eine Auswahl an Distributionen bedienen. Im Umfeld von Unternehmen hat deshalb nur diese Auswahl an Distributionen eine Chance als allgemeine Arbeitsplattform. Aus dem veröffentlichten Quelltext lauffähige Anwendungen zu erzeugen ist auch für die Mehrheit nichtkommerzieller Anwender zu kompliziert. Deshalb bleiben sie meist auf die von einer Distribution mitgelieferten Software angewiesen.

Damit sich die Distributionen nicht weiter auseinanderentwickeln, wurde die Free Standards Group (heute Linux Foundation) mit dem Ziel gegründet, entsprechende Standards zwischen Distributionen zu fördern. Der Bekannteste ist die Linux Standard Base zur Förderung der binären Kompatibilität der Distributionen. Die LSB wird dabei von den verschiedenen Distributionen unterschiedlich strikt umgesetzt. Sie definiert übereinstimmende Binärschnittstellen („ABI“ genannt, für Application Binary Interface), einige Details zum inneren Aufbau und ein Paketsystem (hier RPM), das für die Installation von Software anderer Anbieter unterstützt werden muss.

Die praktische Bedeutung dieser Regeln ist allerdings begrenzt. So entwickelt sich das System so schnell weiter, dass immer irgendwelche Bibliotheken auf den Systemen fehlen. Die Wahl des Paketformates auf RPM erweist sich rückblickend zudem als eher schlecht, nachdem in den letzten Jahren mit Debian, Ubuntu und Knoppix sowie diversen Ablegern dieser die Bedeutung von auf das dpkg-Format setzenden Distributionen deutlich zugenommen hat. Bei diesen gehört RPM zwar zum Systemumfang, Abhängigkeiten können aber oftmals nicht oder nicht korrekt aufgelöst werden. Demgegenüber sind dpkg-basierte Systeme durch gemeinsame, sehr enge Paketrichtlinien weitgehend untereinander kompatibel.

Eine weitere Standardisierung stellt der Filesystem Hierarchy Standard dar, der eine gemeinsame Benennung einiger Datei- und Verzeichnisnamen und eine übereinstimmende Struktur der Basisverzeichnisse ermöglichen soll. Allerdings sind auch hier Details nicht geregelt, die bisher die Inkompatibilitäten erzeugten, andere Probleme ergeben sich erst durch die feste Integration von Anwendungen in den Systemverzeichnisbaum.[5] Er wird von der Linux Standard Base vorausgesetzt.

Weil die Standards nicht ausreichend umgesetzt wurden, kündigte im Dezember 2006 Ian Murdock, damals Technikchef der Free Standards Group, im Rahmen der Linux Standard Base eine weitere Initiative an, die Installation von Software zu vereinfachen. Kern des Verfahrens ist eine Programmierschnittstelle, die über das Paketmanagement der jeweiligen Distribution gelegt wird. Diese Schnittstelle kann Standardfunktionen für das Softwarepaket bereitstellen und sie für die jeweilige Distribution umsetzen. So soll es möglich sein, Dateien und Abhängigkeiten an das distributionseigene Paketmanagementsystem weiterzugeben. [6] [7] Eine praktische Umsetzung hierzu gibt es jedoch zumindest bis Mitte 2008 nicht.

Es gibt weitere Lösungsansätze wie Autopackage oder den Klik-Nachfolger PortableLinuxApps[8], die derzeit (Stand Juni 2011) faktisch aber nicht relevant sind.

Siehe auch

Literatur

Weblinks

Quellenangaben

  1. What is Android? (englisch)
  2. Google’s Android becomes the world’s leading smart phone platform (englisch), zugegriffen 11. August 2011
  3. http://www.nzz.ch/nachrichten/digital/nokia_krise_1.11867798.html Nokias Krise verschärft sich, NZZ-Online, zugegriffen: 11. August 2011
  4. a b Tony Mobily (23. Juni 2009): 2009: software installation in GNU/Linux is still broken -- and a path to fixing it. www.freesoftwaremagazine.com. Abgerufen am 4. August 2011.
  5. Hisham Muhammad (9. Mai 2003): The Unix tree rethought: an introduction to GoboLinux. www.kuro5hin.org. Abgerufen am 3. Juni 2010.
  6. Ian Murdock: Software installation on Linux: Today, it sucks (part 1) in seinem Weblog, 15. Dezember 2006
  7. Ian Murdock: Software installation on Linux: Tomorrow, it won’t (with some cooperation) (part 2) in seinem Weblog, 19. Dezember 2006
  8. Simon Peter (2010): AppImageKit Documentation 1.0 (pdf) S. 2-3. PortableLinuxApps.org. Abgerufen am 29. Juli 2011. „Linux distributions mostly use package managers for everything. While this is perceived superior to Windows and the Mac by many Linux enthusiasts, it also creates a number of disadvantages: Centralization [...], Duplication of effort [...], Need to be online [...], No recent apps on mature operating systems [...], No way to use multiple versions in parallel [...], Not easy to move an app from one machine to another [...]. The AppImage format has been created with specific objectives in mind: Be distribution-agostic [...], Maintain binary compatibility [...]

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