Крис Касперский - ТЕХНИКА СЕТЕВЫХ АТАК

Ко второй половине 1971 года UNIX начала использоваться в патентном бюро, значительно превосходя в удобности и мощности аналогичные имеющиеся на рынке системы. Поэтому, руководство дало добро на дальнейшее развитие проекта, и коллектив разработчиков сосредоточил все усилия над дальнейшим совершенствованием системы.

Перенос UNIX с PDP-7 на PDP-11 заставил разработчиков задуматься над путями повышения мобильности. К тому же уж очень не хотелось вновь корпеть над ассемблером. Некоторые даже порывались писать новую систему на PL/1, но это бы значительно ухудшило производительность, и вряд ли бы заслужило одобрение руководства. В качестве разумной компенсации предлагалось выбрать Фортран или новый язык Би - один из диалектов BCPL [61]. Би привлекал простотой и легкостью изучения, наглядностью листингов и неплохой производительностью. Так, в конце концов, выбор остановили на нем. Поскольку никакой реализации Би для платформы PDP-11 еще не существовало, Томпсону пришлось самостоятельно разрабатывать интерпретирующую систему.

Вторая версия UNIX появилась в 1972 году. Главным нововведением стала поддержка конвейера (pipe), позаимствованная МакИлроем из операционной системы DTSS (Dartmouth time-sharing System). Конвейеры обеспечивали простой и элегантный обмен данными между процессами даже в однозадачной среде и позволили сделать еще один революционный шаг вперед (кстати, конвейеры поддерживаются практически всеми современными операционными системами, в том числе и MS-DOS).

Использование интерпретируемого языка заметно ухудшило производительность системы, а в процессе работы выявились многочисленные недостатки, присущее Би. Самый неприятный из них - отсутствие типов переменных (точнее говоря, поддерживался всего один тип, равный машинному слову). Постоянные же преобразования с помощью специальных библиотечных функций порождали множество трудноуловимых ошибок. Когда всем это окончательно надоело, Деннис Ритчи, увлекающийся разработкой языков, решил усовершенствовать Би и добавил в него систему типов. Новый язык получил название Си, согласно второму символу в “BCPL”. Для улучшения производительности Томпсон предложил Ритчи написать компилятор, переводящий программы, написанные на Си в машинный код.

Очередная версия UNIX отличалась завидной производительностью, практически не уступая версии, написанной на ассемблере, но потребовала значительно меньше усилий для своего создания и не была связана с какой-то одной конкретной архитектурой. Из 13.000 строк программы операционной системы лишь 800 принадлежали низкоуровневым модулям, написанным на ассемблере.

И хотя Си первоначально ориентировался на систему UNIX, он быстро завоевал популярность и на других платформах. Вскоре появились реализации для IBM SYSTEM/370, Honeywell 6000, INTERDATA 8/32.

Но популярность Си несла и свои минусы. В отличие от множества других языков, Си - язык низкого уровня, близкий к ассемблеру. Он оперирует машинными типами данных такими, как символы, числа и указатели. Встроенная поддержка работы со строками, списками, массивами и другими сложными структурами данных в нем отсутствует.

«В языке "C" отсутствуют операции, имеющие дело непосредственно с составными объектами, такими как строки символов, множества, списки или с массивами, рассматриваемыми как целое. Здесь, например, нет никакого аналога операциям PL/1,оперирующим с целыми массивами и строками. Язык не предоставляет никаких других возможностей распределения памяти, кроме статического определения и механизма стеков, обеспечиваемого локальными переменных функций; здесь нет ни "куч" (HEAP), ни "сборки мусора", как это предусматривается в АЛГОЛЕ-68. Наконец, сам по себе "C" не обеспечивает никаких возможностей ввода-вывода: здесь нет операторов READ или WRITE и никаких встроенных методов доступа к файлам. Все эти механизмы высокого уровня должны обеспечиваться явно вызываемыми функциями.

Аналогично, язык "C" предлагает только простые, последовательные конструкции потоков управления: проверки, циклы, группирование и подпрограммы. Но не мультипрограммирование, параллельные операции, синхронизацию или сопрограммы…

Хотя отсутствие некоторых из этих средств может выглядеть как удручающая неполноценность ("выходит, что я должен обращаться к функции, чтобы сравнить две строки символов?!"), но удержание языка в скромных размерах дает реальные преимущества. Так как "C" относительно мал, он не требует много места для своего описания и может быть быстро выучен» - "Язык С" Б.В. Керниган, Д.М. Ричи.

В 1974 году четвертая версия UNIX, полностью написанная на языке Си, получила одобрение руководства, а вместе с ним и статус официальной операционной системы для применения в телефонии, используемой внутри компании.

Даже по тем временам UNIX представляла собой убогое зрелище. Виртуальная память не поддерживалась (ввиду отсутствия на PDP-11 Memory Management Unit - MNU), динамическое связывание отсутствовало, а файловая система при интенсивном использовании за счет фрагментации могла терять до 60% дискового пространства и ограничивала длину имен 14 символами, но зато был преодолен рубеж в ограничение «64 килобайта на файл» - имевший место в ранних версиях.

Но простота и надежность системы позволили ей с успехом использоваться в управлении цифровыми АТС (в то время происходило массовое обновление оборудования, усложнившее жизнь множеству телефонных взломщиков - фрикеров, но это уже другая история).

Врезка «замечание»

Хакеры PDP-10 были склонны рассматривать сообщество Unix как сборище выскочек, использующих инструментарий, который казался донельзя примитивным по сравнению с вычурными, изобилующими сложностями LISP и ITS. «Каменные ножи и медвежьи шкуры!» - ворчали эстеты.

«Краткая история страны хакеров»

«Основное влияние на выбор языка программирования оказывал Томпсон: он ненавидел языки с вычурным синтаксисом, заставляющие слишком много печатать на клавиатуре… Минимализм Томпсона, подкрепленный опытом всей команды, привел к тому, что в 1971 г. Ричи приступает к проектированию нового языка программирования, которому суждено стать в будущем основным рабочим инструментом сотен тысяч программистов…»

Системой заинтересовались и другие компании, но… антимонопольное законодательство Америки запрещало Bell Labs заниматься никаким другим бизнесом, кроме телефонии, поэтому о коммерческом распространении системы никакой речи и быть не могло. Компании, к огромному неудовольствию, пришлось распространять UNIX без рекламы и сопровождения за число символическую цену.

Первая сторонняя инсталляция UNIX вне Bell Labs была осуществлена Нилом Граундвотером из компании New York Telephone, но спустя короткое время на Bell Labs обрушился шквал запросов UNIX.

Приблизительно в это же время на открытом симпозиуме АСМ прошла первая презентация операционной системы UNIX, сопровождаемая докладами Томпосна, которые произвели неизгладимое впечатление на профессора берклиевского университета Р. Фабри. Ему удалось убедить собственное руководство в необходимости приобретения PDP-11, и с января следующего года в Беркли проникла UNIX.

С этого момента завершается старая и открывается новая станица истории UNIX. Из игрушечного состояния усилиями Чака Хейкли, Била Джоя и Эрика Аламана она превратилась в полноценную многозадачную операционную систему тесно интегрированную с Internet. И неудивительно - ведь именно здесь были разработаны основные протоколы Internet под щедрым финансированием министерства обороны США.

Все началось с желания Билла Джоя довести систему «до ума», облегчив ее распространение и установку (ведь никаких автоматических инсталляторов в те времена еще не существовало). Билл собирал все доступное ему программное обеспечение в один пакет, получивший название BSD 1.0 (Berkeley Software Distribution), в который включил исходные тексты UNIX, компиляторы языков Си и Паскаль и даже свой собственный редактор текстов.

Задумка удалась и UNIX получила широкое распространение среди студентов, многие из которых оказались сильными программистами, жаждущими довести систему до потребного состояния. В первую очередь была полностью переписана файловая система. Устранилось досадное ограничение на длину имени файла в 14 символов, расширившись до 255 (поговаривают, некие горячие головы предлагали использовать шестнадцать разрядов вместо восьми, что увеличило бы длину имени с 255 до 65535 символов, другие же резонно возражали, дескать, зачем это нужно). Вторым заходом устранили дефрагментацию и несколько улучшили общую производительность.

Заинтересовавшись происходящими в Беркли событиями, Кен Томпсон в 1976 решил провести там весь свой академический отпуск, желая принять участие в исследованиях. С его помощью (или без его помощи - попробуй-ка теперь, разберись, как дело было) силами двух сотрудников Bell Labs Джона Рейзера и Тома Лондона UNIX была успешно перенесена на 32-разярдные компьютеры семейства VAX, которые допускали поддержку страничной виртуальной памяти. Очередная версия системы приобрела некоторые черты MULTICS, правда, не в самой лучшей реализации - упросив кодирование, разработчики жестко закрепили ядро системы в оперативной памяти, запрещая его свопинг на диск.