基于Linux的QoS编程接口研究与分析(1)

 

第一章绪论

1.1什么是Linux

Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统,它主要用于基于Intel x86系列CPU的计算机上。这个系统是由全世界各地的成千上万的程序员设计和实现的。其目的是建立不受任何商品化软件的版权制约的、全世界都能自由使用的Unix兼容产品。Linux的出现,最早开始于一位名叫Linus Torvalds的计算机业余爱好者,当时他是芬兰赫尔辛基大学的学生。他的目的是想设计一个代替Minix(是由一位名叫Andrew Tannebaum的计算机教授编写的一个操作系统示教程序)的操作系统,这个操作系统可用于386、486或奔腾处理器的个人计算机上,并且具有Unix操作系统的全部功能,因而开始了Linux雏形的设计。 Linux以它的高效性和灵活性著称。它能够在PC计算机上实现全部的Unix特性,具有多任务、多用户的能力。Linux是在GNU公共许可权限下免费获得的,是一个符合POSIX标准的操作系统。

Linux操作系统软件包不仅包括完整的Linux操作系统,而且还包括了文本编辑器、高级语言编译器等应用软件。它还包括带有多个窗口管理器的X-Windows图形用户界面,如同我们使用Windows NT一样,允许我们使用窗口、图标和菜单对系统进行操作。Linux之所以受到广大计算机爱好者的喜爱,主要原因有两个,一是它属于自由软件,用户不用支付任何费用就可以获得它和它的源代码,并且可以根据自己的需要对它进行必要的修改,无偿对它使用,无约束地继续传播。另一个原因是,它具有Unix的全部功能,任何使用Unix操作系统或想要学习Unix操作系统的人都可以从Linux中获益。

Linux支持一系列的UNIX开发,它是一个完整的UNIX开发平台,几乎所有的主流程序设计语言都已移植到Linux上并可免费得到,如C、C++、Fortran77、ADA、PASCAL、Modual2和3、Tcl/TkScheme、SmallTalk/X等。

由于Linux是一套具有Unix全部功能的免费操作系统,它在众多的软件中占有很大的优势,为广大的计算机爱好者提供了学习、探索以及修改计算机操作系统内核的机会。操作系统是一台计算机必不可少的系统软件,是整个计算机系统的灵魂。一个操作系统是一个复杂的计算机程序集,它提供操作过程的协议或行为准则。没有操作系统,计算机就无法工作,就不能解释和执行用户输入的命令或运行简单的程序。大多数操作系统都是由一些主要的软件公司支持的商品化程序,用户只能有偿使用。如果用户购买了一个操作系统,他就必须满足供应商所要求的一切条件。因为操作系统是系统程序,用户不能擅自修改或试验操作系统的内核。这对于广大计算机爱好者来说无疑是一种束缚。要想发挥计算机的作用,仅有操作系统还不够,用户还必须要有各种应用程序的支持。应用程序是用于处理某些工作(如字处理)的软件包,通常它也只能有偿使用。每个应用程序的软件包都为特定的操作系统和机器编写。使用者无权修改这些应用程序。使用Linux,可以将操作系统变成一种操作环境。由于Linux是一套自由软件,用户可以无偿地得到它及其源代码,可以无偿地获得大量的应用程序,而且可以任意地修改和补充它们。这对用户学习、了解Unix操作系统的内核非常有益。学习和使用Linux,能为用户节省一笔可观的资金。Linux是目前唯一可免费获得的、为PC机平台上的多个用户提供多任务、多进程功能的操作系统,这是人们要使用它的主要原因。就PC机平台而言,Linux提供了比其他任何操作系统都要强大的功能,Linux还可以使用户远离各种商品化软件提供者促销广告的诱惑,再也不用承受每过一段时间就升级之苦,因此,可以节省大量用于购买或升级应用程序的资金。 Linux不仅为用户提供了强大的操作系统功能,而且还提供了丰富的应用软件。用户不但可以从Internet上下载Linux及其源代码,而且还可以从Internet上下载许多Linux的应用程序。可以说,Linux本身包含的应用程序以及移植到Linux上的应用程序包罗万象,任何一位用户都能从有关Linux的 网站上找到适合自己特殊需要的应用程序及其源代码,这样,用户就可以根据自己的需要下载源代码,以便修改和扩充操作系统或应用程序的功能。这对Windows NT、Windows98、MS-DOS或OS/2等商品化操作系统来说是无法做到的。 Linux为广大用户提供了一个在家里学习和使用Unix操作系统的机会。尽管Linux是由计算机爱好者们开发的,但是它在很多方面上是相当稳定的,从而为用户学习和使用目前世界上最流行的Unix操作系统提供了廉价的机会。现在有许多CD-ROM供应商和软件公司,支持Linux操作系统。Linux成为Unix系统在个人计算机上的一个代用品,并能用于替代那些较为昂贵的系统。因此,如果一个用户在公司上班的时候在Unix系统上编程,或者在工作中是一位Unix的系统管理员,他就可以在家里安装一套Unix的兼容系统,即Linux系统,在家中使用Linux就能够完成一些工作任务。

 

1.2 Linux的特点

  LINUX系统有文本编辑界面和图形用户界面(GUI),。其特征包括:多用户、多任务、多平台、可编程SHELL、提供源代码、仿真终端、支持多种文件系统及强大的网络功能等。

  多用户:多个用户(六个)能同时从相同或不同的终端(终端号:tty1~tty6)上用同一个应用程序的副本进行工作。在控制台,切换终端的命令是:ALT+F1~F6;在仿真终端窗口(ps/0~n)是:SHIFT+ALT+F1~F6。

  多任务:可同时执行多个程序,程序之间互不妨碍。与WINDOWS的? 务不同,LINUX将系统没有用到的剩余物理内存全部用来做硬盘的高速缓存。笔者曾经打开三个xterm,分别用于查找文件、调试程序、发邮件。而且还可以指定某一个程序在后台运行,指定某一些程序在特定的时间内运行(at命令)。

  多平台:LINUX能在X86平台上运行,也能移植到其他平台。

  可编程SHELL:SHELL是解释并执行命令的系统外壳程序。通过编写SHELL程序,使得系统更加个性化;而且在一些程序中具有C语言的功能。

  提供源代码:LINUX是自由软件,源代码完全公开,可以自行编译内核,修改和扩充操作系统,进行二次开发。

  LINUX支持的文件系统很多,例如:EXT2、NFS、VFS、ISO9660、MSDOS等等。

网络功能:较全面的实现了TCP/IP、SLIP、PPP、PLIP协议,功能强大。

 

1.3什么是QoS

QoS:服务质量(QoS:Quality of Service)服务质量是指网络提供更高优先服务的一种能力,包括专用带宽、抖动控制和延迟(用于实时和交互式流量情形)、丢包率的改进以及不同 WAN、LAN 和 MAN 技术下的指定网络流量等,同时确保为每种流量提供的优先权不会阻碍其它流量的进程

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