Kernel là gì? Gồm mấy loại và cách kiểm tra phiên bản Linux kernel

Giải thích chi tiết về định nghĩa kernel là gì

1. Kernel là gì?

Kernel là gì? Kernel là một chương trình máy tính điều khiển mọi thứ khác, nó là hạt nhân – trái tim của hệ điều hành! Bất cứ điều gì xảy ra trên máy tính đều đi qua nó. Đó là chương trình cốt lõi trong hệ điều hành, cũng là chương trình đầu tiên tải sau bộ nạp khởi động. Sau đó, nó thực hiện tất cả các cuộc nói chuyện giữa phần cứng và phần mềm hoặc ứng dụng. Vì vậy, nếu bạn khởi chạy một chương trình, giao diện người dùng sẽ gửi yêu cầu tới Kernel. Kernel sau đó gửi yêu cầu tới CPU, Bộ nhớ để gán sức mạnh xử lý, bộ nhớ và những thứ khác để ứng dụng có thể chạy trơn tru ở giao diện người dùng.

2. Vai trò của Kernel trong hệ điều hành

Bạn có thể tưởng tượng Kernel là một dịch giả (translator). Nó chuyển đổi các yêu cầu đầu vào / đầu ra từ phần mềm thành một tập lệnh cho CPU và GPU. Nói một cách đơn giản, đó là một lớp ở giữa phần mềm và phần cứng giúp mọi thứ đều có thể hoạt động. Kernel quản lý:

CPU / GPU.
Bộ nhớ Memory.
Thiết bị đầu vào / đầu ra hoặc IO.
Quản lý nguồn tài nguyên.
Quản lý thiết bị.
Hệ thống gọi. kernel là gì

Người dùng chỉ có thể truy cập không gian kernel thông qua việc sử dụng các cuộc gọi hệ thống (system call). Nếu một chương trình cố gắng truy cập trực tiếp, nó sẽ dẫn đến lỗi.

3. Bảo mật và Bảo vệ

Kernel cũng bảo vệ phần cứng. Nếu không có bảo vệ, bất kỳ chương trình nào cũng có thể thực hiện bất kỳ tác vụ nào trên máy tính, dẫn tới làm hỏng máy tính của bạn, làm hỏng dữ liệu…

Trong các máy tính hiện đại, bảo mật được thực hiện ở cấp độ phần cứng. Ví dụ: Windows sẽ không tải driver từ nguồn không đáng tin cậy và được chứng nhận bằng chữ ký. Secure Boot và Trusted Boot là những ví dụ cổ điển.

Khởi động an toàn (Secure Boot)

Đây là một tiêu chuẩn bảo mật được phát triển bởi các thành viên của ngành công nghiệp máy tính PC. Nó giúp bạn bảo vệ hệ thống của mình khỏi các chương trình độc hại, bằng cách không cho phép bất kỳ ứng dụng trái phép nào chạy trong quá trình khởi động hệ thống. Tính năng này đảm bảo rằng máy tính của bạn khởi động chỉ sử dụng phần mềm được nhà sản xuất máy tính tin cậy. Vì vậy, bất cứ khi nào máy tính của bạn khởi động, firmware sẽ kiểm tra chữ ký của từng phần mềm khởi động, bao gồm firmware driver (ROM tùy chọn) và hệ điều hành. Nếu các chữ ký được xác minh, máy tính sẽ khởi động và firmware sẽ kiểm soát hệ điều hành.

Bạn sẽ quan tâm Bí quyết vẽ sơ đồ tư duy cực đơn giản chỉ với 4 bước

Khởi động đáng tin cậy (Trusted Boot)

Nó sử dụng Mô-đun nền tảng tin cậy ảo (VTPM) để xác minh chữ ký số của Kernel Windows 10 trước khi tải. Đổi lại, nó xác nhận mọi thành phần khác của quy trình khởi động Windows, bao gồm driver khởi động, tập tin khởi động và ELAM. Nếu một tập tin đã bị thay đổi hoặc thay đổi ở bất kỳ mức độ nào, bộ nạp khởi động sẽ phát hiện ra nó và từ chối tải nó, bằng cách nhận ra nó là thành phần bị hỏng. Nói tóm lại, nó cung cấp một chuỗi tin cậy cho tất cả các yếu tố trong khi khởi động.

Các loại Kernel hiện nay gồm những loại nào? kernel là gì

Kernel cũng có thể nói chuyện với phần cứng trên một đường dây an toàn. Vì vậy, các công ty đã phát triển Kernel có thể nói chuyện với phần cứng của họ thông qua một bộ nút. Lấy máy giặt làm ví dụ. Tùy thuộc vào các nút bạn di chuyển và thời gian bạn đặt – một mức Kernel cơ bản là đủ. Điều đó để nói rằng, Kernel tự phát triển phức tạp theo thời gian, dẫn đến các loại Kernel khác nhau.

1. Kernel nguyên khối (Monolithic Kernel)

Ở đây, cả OS và Kernel đều chạy trong cùng một không gian bộ nhớ và phù hợp trong đó bảo mật không phải là vấn đề đáng lo ngại. Nó dẫn đến truy cập nhanh hơn, nhưng nếu có lỗi trong trình điều khiển thiết bị, toàn bộ hệ thống sẽ gặp sự cố.

2. Kernel vi mô (Micro Kernel)

Đây là phiên bản rút gọn của Kernel Monolithic, trong đó Kernel có thể thực hiện hầu hết các công việc được thực hiện và không cần thêm GUI. Chúng nên được sử dụng khi bảo mật và hệ thống sự cố không xảy ra.

3. Kernel lai (Hybrid Kernel)

Kernel này chúng ta thấy nhiều nhất – Microsoft Windows, Apple MacOS. Chúng là sự pha trộn giữa Kernel nguyên khối và Kernel vi mô. Nó di chuyển trình điều khiển nhưng giữ các dịch vụ hệ thống bên trong Kernel – tương tự như cách driver được tải khi Windows bắt đầu quá trình khởi động.

4. Kernel Nano

Nếu bạn cần phải có Kernel, nhưng phần lớn chức năng của nó được thiết lập bên ngoài, thì xem hình ví dụ bên trên.

Bạn sẽ quan tâm SaaS là gì? Nhưng lợi ích nền tảng SaaS mang lại cho doanh nghiệp 4.0

5. Kernel Exo

Kernel này chỉ cung cấp bảo vệ quá trình và xử lý tài nguyên. Tuy nhiên, nó chủ yếu được sử dụng khi bạn đang thử nghiệm một dự án đường phố và bạn nâng cấp lên loại Kernel tốt hơn.

Có rất nhiều thứ để nói về Kernel hơn những gì được đề cập ở đây. Khi bạn tìm hiểu sâu hơn, định nghĩa của Kernel sẽ rộng hơn và sâu sắc hơn. Chúng tôi hy vọng bài viết dễ hiểu và giúp bạn vượt qua những điều cơ bản.

Tìm hiểu sơ lược về linux kernel là gì?

Về mặt kỹ thuật, không chính xác khi coi Linux là một hệ điều hành hoàn chỉnh. Linux thực sự chỉ đề cập cụ thể đến kernel, được đặt theo tên của người sáng lập Linus Torvalds. Mọi thứ bạn thấy trên màn hình đều đến từ các dự án và những nhà phát triển khác.

Torvalds đã tạo ra Linux kernel vào năm 1991. Ban đầu, ông đặt tên cho dự án là Freax (kết hợp giữa các từ “free”, “freak” và “UNIX”). Nhưng một đồng nghiệp khác của Torvalds lại thích cái tên Linux (sau đó Linux trở thành tên gọi chính thức). Torvalds đã phát hành phiên bản Linux đầu tiên vào năm 1992 theo giấy phép copyleft GNU (giấy phép được tự do sao chép, chỉnh sửa, phân phối và không có tính độc quyền), trở thành một phần quan trọng trong thành công của dự án.

Những desktop mã nguồn mở và miễn phí khác, như FreeBSD, trông giống với Linux vì chúng chạy hầu hết các phần mềm GNU giống nhau.

Do Linux kernel có sẵn theo giấy phép GNU, nên ít quan tâm đến việc tiếp tục phát triển một kernel riêng biệt như một phần của dự án GNU. Và thay vì tạo ra các kernel cạnh tranh khác, như trong Windows và macOS, nhiều công ty đã chọn sử dụng và đóng góp cho Linux kernel.

Linux kernel đã phát triển thành một dự án lớn chứa hàng triệu dòng code. Hàng ngàn người và hơn một nghìn công ty đã đóng góp cho sự phát triển của kernel. Đây là một trong những ví dụ nổi bật nhất về phần mềm mã nguồn mở và miễn phí trên thế giới.

Linux kernel được sử dụng để làm gì?

Trong khi Linux vẫn là một hệ điều hành desktop tương đối “kén” người dùng, thì kernel lại được sử dụng rộng rãi ở nhiều nơi. Nhờ có Android, Linux kernel đã xuất hiện trên hầu hết các điện thoại thông minh, tất cả các loại thiết bị di động, bao gồm những thiết bị đeo trên người và camera.

Linux là “linh hồn” của 500 siêu máy tính mạnh nhất và phần lớn cơ sở hạ tầng Internet. Nói về đám mây có nghĩa là ta đang chủ yếu đề cập đến những máy chủ hỗ trợ Linux được kết nối với nhau.

Raspberry Pi nhỏ bé là một máy tính hỗ trợ Linux, có kích thước chỉ bằng thẻ tín dụng, hoàn toàn mở để mọi người sửa đổi và sử dụng trong các dự án theo ý muốn.

Bạn sẽ quan tâm Team building là gì? Những lợi ích thiết thực của việc tổ chức Team Building

Cách kiểm tra phiên bản Linux kernel là gì

Kernel vẫn đang được phát triển tích cực, vì vậy các phiên bản Linux mới luôn xuất hiện.

Cách đơn giản nhất để xem bản phát hành nào đang chạy trên máy tính là sử dụng lệnh uname. Đây là một công cụ dòng lệnh cung cấp thông tin hệ thống. Bạn có thể tìm thấy phiên bản Linux kernel đang sử dụng bằng cách mở một cửa sổ terminal và nhập lệnh sau:

uname -r

Ví dụ đang chạy Linux kernel phiên bản 4.20.16-200.fc29.x86_64.

1. Những thông số này có ý nghĩa như sau:

4 đề cập đến phiên bản kernel.
20 đề cập đến bản sửa đổi chính hiện tại.
16 đề cập đến bản sửa đổi phụ hiện tại.
200 đề cập đến sửa lỗi và các bản vá được áp dụng cho phiên bản này.
Bit cuối cùng sẽ cho ta biết cụ thể hơn về bản phân phối đang chạy. Chuỗi này cho biết ví dụ đang chạy phiên bản 64-bit của Fedora 29.

2. Bạn có nên cập nhật Linux kernel không?

Đối với hầu hết mọi trường hợp, Linux kernel hoạt động lặng lẽ trong chế độ nền. Bạn không hề biết đến sự xuất hiện của nó ở đó và có rất ít lý do để quan tâm đến kernel. Cách tốt nhất để cập nhật phiên bản Linux kernel là nâng cấp lên phiên bản mới nhất của hệ điều hành ưa thích dựa trên Linux.

Ví dụ, các phiên bản mới của Ubuntu và Fedora xuất hiện khoảng 6 tháng một lần và đi kèm một phiên bản mới hơn của Linux kernel.

Không giống như trên Windows, driver phần cứng Linux đi kèm với Linux kernel. Vì vậy, nếu bạn có một máy tính xách tay tương đối mới có loa, WiFi hoặc bàn di chuột mà phiên bản Linux đang dùng chưa phát hiện được, bạn có thể phải chờ phiên bản mới hơn. Những bản phát hành cũng đi kèm với việc cải thiện về sự ổn định và tốc độ, vì vậy máy tính có thể chạy trơn tru hơn trên phiên bản này so với phiên bản khác.

Các tìm kiếm liên quan đến kernel là gì