ТЕХНИКА СЕТЕВЫХ АТАК - Крис Касперский

Сдерживаемые катастрофическим недостатком оперативной памяти, разработчики додумались до виртуальной памяти со страничной организацией, широко используемой сегодня в таких операционных системах как UNIX и Windows. Виртуальная память имела сегментно-страничную организацию, отделяя сегменты данных от программного кода. Все сегменты имели атрибуты защиты, определяющие привилегии доступа. Перед каждой попыткой чтения/записи данных или исполнения кода чужого сегмента операционная система проверяла наличие прав на такую операцию, гарантируя надежную защиту критических участков кода от посягательств злоумышленников или некорректно работающих программ. К слову сказать, ни UNIX, ни Windows не обеспечивают подобной многоуровневой защиты. Отделяя прикладные приложения от ядра операционной системы, они в то же время позволяют уронить это самое ядро некорректно написанным драйвером, имеющим равные с ядром привилегии. Кстати, в Windows NT ядро - ни что иное, как совокупность драйверов.

Именно в MULTICS впервые появилось возможность динамического связывания модулей в ходе выполнения программы, более известная современному читателю по этим пресловутым DLL в Windows. Такой прием логически завершил эволюцию совершенствования оверлеев, обеспечив единый, унифицированный интерфейс для всех программ, позволяя сэкономить значительную часть оперативной памяти и процессорных ресурсов. Один и тот же модуль (например, подпрограмма вывода сообщений на экран) теперь по потребности динамически загружался с диска и мог использоваться несколькими приложениями одновременно. Правда, при такой организации возникали проблемы совместного использования библиотек. Допустим, некое приложение, загрузившее для своих нужд динамическую библиотеку и считающее ее «в доску своей», в действительности оказалось отосланным к уже загруженному в память сегменту, активно используемому и другими приложениями. Что произойдет, если приложение, считающее библиотеку своей, попытается ее слегка модифицировать (при условии, что необходимые права у него есть)? Разумеется, незамедлительно грохнутся все остальные приложения, для которых такой поворот событий окажется полной неожиданностью. Поэтому, разработчики придумали механизм «копирования при записи» - при первой же попытке модификации коллективно используемого сегмента создается его копия, предоставляемая в полное распоряжение модифицирующему коду. Немногие из современных систем поддерживают такую возможность! [59]

Иерархическая файловая система впервые появилась именно в MULTICS, а не в UNIX, как пытаются утверждать некоторые поклонники последней. Файловая система MULTICS не только допускала вложенные директории, но и объединяла в одну логическую древовидную структуру файлы, физически расположенные на разных носителях. На уровне реализации это выглядело двоичным деревом, в узлах которого находились именованные каталоги, а листьями выступали ссылки на файлы. Современные операционные системы UNIX и Windows используют упрошенный вариант такой схемы.

А проецируемые в память файлы (memory mapped files) родились вовсе не в Windows NT, а в том же MULTICS. Традиционно файл читался в память, а если этой памяти оказывалось недостаточно, считанные фрагменты вновь сбрасывались на диск. Кому-то из разработчиков MULTICS это показалось слишком неэкономичным, и он предложил спроецировать файл в виртуальную память [60], а затем и вовсе объединить подсистему ввода/вывода с менеджером виртуальной памяти. Таким образом, удалось просто и элегантно сократить число обращений к диску, попутно выкинув часть дублирующего кода из операционной системы.

Оконный интерфейс, обособленный в отдельную подсистему, также впервые появился в MULTICS. Конечно, ни о какой графике и мыши речь еще не шла, но взаимодействие с пользователями даже по современным понятиям было достаточно удобным и наглядным, а в то время и вовсе выглядело огромным прогрессом и шагом вперед.

Но, помимо очевидных успехов, не меньше было и недостатков. Система оказалась необычайно прожорлива и для эффективной работы требовала оборудования астрономической стоимости. Даже с учетом снижения цен на компьютеры, рынок потенциальных покупателей был смехотворно мал. Практически единственным пользователем MULTICS оказалась компания Ford. Остальные были не в состоянии выложить требуемую сумму (к тому же платить приходилось не только за «железо», но не в меньшей степени и за саму систему).

Видя все это, руководство Bell Labs посчитало свое дальнейшее присутствие в проекте бессмысленным и в 1969 году вышло из него. Но в MIT продолжали совершенствование системы и к октябрю того же года довели ее до законченного состояния, но, как и предрекала Bell Labs, своего покупателя система не нашла и осталась невостребованной.

С этого момента и начался отсчет истории системы UNIX. Объявив о прекращении участия в проекте, Bell Labs отозвала всех своих разработчиков, среди которых оказались Деннис Ритчи, Кен Томпсон, Мак Илрой и Джон Осанна. Движимые желанием использовать накопленный опыт для создания дешевого и нетребовательного к аппаратным ресурсам усеченного варианта MULTICS, они обратились к администрации руководства Bell Labs с просьбой приобрести для этой цели компьютер среднего класса и выделить некоторую сумму под проект. Однако компания, разочарованная провалом MULTICS, отказалась финансировать эту затею. Сейчас все больше историков сходятся на том, что формулировка проекта выглядела недостаточно убедительной и неаргументированной. По другому мнению: Bell Labs просто охладела к операционным системам и не видела в них никакого источника прибыли - одни расходы.

Однако отказ ничуть не смутил разработчиков. И Томпсон вместе с Ритчи и Кэнадаем приступили к проектированию файловой системы будущей операционной системы на бумаге! В процессе этого занятия в голову Томпсона пришла блестящая мысль - объединить подключенные к компьютеру устройства вместе с файлами в одну иерархическую систему. Переполненный желанием испытать свою идею на практике, он обнаружил в одном из «пыльных углов фирмы» редко используемый PDP-7 и получил разрешение руководства позаимствовать его во временное использование. Наученный горьким опытом, Томпсон ни слова не упомянул об операционной системе и объяснил свою потребность в компьютере… желанием перенести на него игровую программу «Space Travel» («Космическое Путешествие»), написанную им в том же 1969 году в ходе проекта MULTICS на языке Фортран под операционной системой GECOS (стандартной ОС для компьютеров General Electric). В то время к компьютерным играм относились куда серьезнее, чем сейчас, и заверения Томсона, что, переписав ее на ассемблер, он добьется значительного увеличения производительности, склонили руководство к временному выделению техники и освобождению его ото всех остальных дел на фирме.

К сожалению, на PDP-7 не существовало ни приемлемого ассемблера, ни библиотек для поддержки вычислений с плавающей точкой (а они требовались для игры). Поэтому, Томпсон использовал кросс ассемблер GECOS, умеющий формировать ленты, читаемые PDP-7, и создал необходимый инструментарий самостоятельно. В дальнейшем вся работа велась исключительно на компьютере PDP-7 без поддержки со стороны GECOS.

Как нетрудно догадаться, в первую очередь Томпсон приступил к экспериментам со своей новой файловой системой и с удивлением обнаружил: операции ввода/вывода значительно упрощаются, а программирование игры ускоряется. Параллельно с написанием игры создавался набор вспомогательных утилит для копирования, удаления, редактирования файлов и даже примитивный командный интерпретатор. В начале 1970 года все это хозяйство было уже достаточно хорошо отлажено и даже ухитрялось сносно работать. Но не было ни мультизадачности, ни продуманного и эффективного ввода/вывода, ни достойной организации процессов, но… все это работало, а созданный программный инструментарий оказался удобным и достаточно мощным, ни в чем не уступая утилитам, имеющимся на других ОС.

С легкой руки Брайна Керигана новая система в пародию на MULTICS получила название UNICS (Uniplexed Information amp; Computing Service). Позже, программисты с нестандартным мышлением, склонные к сокращениям и оптимизации, заменили “CS” на “X” и система приобрела название UNIX.

Но время, отведенное Томпсону, подошло к концу, и компьютер PDP-7 пришлось возвращать. Неизвестно чем бы все это закончилось, если бы не хитрость пройдохи Осанны, предложившего руководству вместо операционной системы финансировать систему подготовки текстов и патентов, в которой компания крайне нуждалась. Уловка удалась, и вскоре специально для разработчиков был приобретен новейший по тем временам компьютер PDP-11, стоимостью в 65 тысяч долларов, располагающий 24 килобайтами оперативной памяти и 512 килобайтными накопителями (впрочем, компьютер был настолько нов, что накопителей к нему еще не существовало). Перенос UNIX на новую платформу не представлял сложности (архитектуры обоих компьютеров были близки), но несколько затянутся по причине отсутствия накопителей для PDP-11. Когда же они, наконец, появились, система была без проблем перенесена.