O que é o Linux?

O Linux é um sistema operacional (SO) de código aberto baseado no Unix. Ele é executado em computadores, servidores, telefones móveis e uma ampla variedade de outros dispositivos.

Desde sua criação em 1991, tornou-se um dos sistemas operacionais mais usados no mundo, oferecendo uma alternativa gratuita a sistemas proprietários como o Microsoft Windows e o macOS.

Linus Torvalds desenvolveu o Linux como uma alternativa semelhante ao Unix, que foi um dos primeiros sistemas operacionais já criados. Ele depende fortemente do kernel Linux para oferecer sua funcionalidade. Em um sistema operacional, o kernel é o programa responsável por permitir que os usuários controlem o hardware e o software do sistema. Além do kernel, o sistema Linux utiliza diversos componentes, como bibliotecas do sistema e utilitários de espaço, mas todos dependem do kernel para se comunicar e receber comandos dos usuários.

O kernel Linux é gratuito e de código aberto, utilizado por todos os dispositivos e sistemas que executam o sistema operacional Linux. O kernel é um programa de computador que conecta hardware e software, permitindo que os usuários gerenciem diferentes componentes do sistema, incluindo redes, sistemas de arquivos, motivadores e muito mais.

O design do kernel é fundamental para evitar conflitos e garantir a estabilidade dos processos essenciais ao funcionamento do sistema, como input/produção (I/O), unidades de processamento de computadores (CPU) usage e a execução de aplicações. O kernel Linux é reconhecido por sua flexibilidade, estabilidade e alto desempenho, e o sistema Linux se tornou um dos mais populares do mundo principalmente por causa da eficácia do próprio kernel.

No sistema Linux, o kernel se integra a pacotes de software e utilitários para formar distribuições que permitem ao usuário operar o computador com segurança e eficiência.

Um dos fatores que tornam o Linux tão bem-sucedido é o fato de ele estar em constante evolução graças ao trabalho de uma comunidade global de desenvolvedores. A cada 9 ou 10 semanas, uma nova versão do kernel Linux é lançada com atualizações que melhoram o desempenho, adicionam funcionalidades e ampliam a compatibilidade com novos dispositivos. Cada nova versão do Linux é chamada de “kernel estável” e é adicionada ao repositório de distribuições Linux mantido em kernel.org e no GitHub.

Os usuários do Linux usam gerenciadores de pacotes para integrar cada nova versão. Gerenciadores de pacotes são ferramentas que auxiliam na instalação, atualização e remoção de pacotes de software.

Alguns fornecedores que dependem fortemente do Linux para o funcionamento de seus softwares preferem manter uma árvore de código-fonte personalizada ou um conjunto próprio do código-fonte do kernel Linux para uso interno. Essa abordagem, conhecida como “kernel Linux personalizado” ou “distribuição Linux derivada”, tem sido essencial para o desenvolvimento de aplicações corporativas modernas baseadas em tecnologias como inteligência artificial (IA), edge computing e Internet das Coisas (IoT).

Por exemplo, a Red Hat disponibiliza uma versão do Linux chamada Red Hat Enterprise Linux, que é uma plataforma estável e de alto desempenho com recursos especiais de segurança e gerenciamento para Linux. O CentOS (Community Enterprise Operating System) é outra distribuição Linux gratuita e open source baseada na Red Hat. Debian é outra opção, um sistema operacional personalizável construído sobre o kernel do Linux que usa sua árvore de código-fonte especificamente para manter o Ubuntu, um código aberto crítico para muitas arquiteturas de IoT. 

A arquitetura do sistema Linux é baseada em um design modular, característica essencial de suas diversas versões e distribuições populares. Embora todas as distribuições Linux sejam baseadas no kernel Linux, cada versão pode variar conforme o kernel e os módulos utilizados.

• Versões: cada sistema Linux pode ser personalizado conforme as necessidades específicas do usuário. Por exemplo, se alguém precisar usar Linux com tecnologias mais recentes, como IA, aprendizado de máquina e edge computing, poderá escolher uma versão mais atual. No entanto, se precisarem de mais confiabilidade, podem escolher uma versão mais antiga do kernel, que seja estável, embora menos compatível com tecnologias mais recentes.

• Módulos: módulos são aplicações específicas que podem ser adicionadas ou removidas do kernel para ampliar funcionalidades sem reiniciar o sistema. Em essência, o módulo de kernel habilita o sistema operacional a trabalhar com um novo dispositivo, frequentemente um driver, sem reinicialização para reconhecimento e suporte. Além disso, os drivers de sistema de arquivos dependem de um código que define como o kernel interage com cada sistema de arquivos.

Todos os sistemas que executam o sistema operacional Linux devem executar o Linux kernel, que opera em três etapas simples.

• Processo Boot: quando iniciado, o BIOS (Basic Input/Output System) do sistema Linux carrega um programa de inicialização, normalmente chamado GRUB Grand Unified Bootloader, que localiza a imagem do kernel Linux no disco rígido e a carrega na memória. Isso permite que o kernel assuma o controle do sistema e comece a executar tarefas.

• Gerenciando input/produção: uma vez que o kernel é inicializado, ele assume o controle do sistema e inicia e gerencia todos os processos relacionados. O Linux gerencia input e produção por meio de uma série de streams (como entrada padrão, saída e erro), aos quais as aplicações subjacentes do sistema têm acesso. O kernel Linux coordena toda a comunicação entre as aplicações e os dispositivos de hardware externos, encaminhando solicitações por meio de drivers.

• Usando a interface de linha de comando do Linux (CLI): uma interface de linha de comando (CLI) é uma forma baseada em texto de interagir com o sistema operacional usando o teclado. A CLI do Linux permite que os usuários controlem e gerenciem facilmente os recursos do sistema digitando instruções simples. Depois que o sistema é inicializado, o Linux inicia processos em resposta às solicitações dos usuários. Por exemplo, funções de servidor de rede, essenciais ao funcionamento de uma rede de computadores, dependem do Linux executando um “service” ou “daemon” um programa que processa solicitações de usuários e nós segundo um protocolo de rede predefinido.

Como o sistema operacional de código aberto mais popular do mundo, o Linux é gratuito e pode ser usado e personalizado por qualquer pessoa. É considerado de alto desempenho, flexível, estável e seguro. Com uma comunidade dedicada de desenvolvedores atualizando-o constantemente, ele é altamente compatível com tecnologias mais recentes.

Dependendo do caso de uso de uma organização ou indivíduo, existem muitas vantagens em construir sobre o Linux. No entanto, há também algumas desvantagens. Aqui estão alguns pontos principais a considerar para quem deseja usar o Linux em suas necessidades de negócios.

A cada novo lançamento do SO Linux, novos recursos de hardware, aplicações e recursos tornam-se disponíveis para os usuários do Linux. Atualmente, o Linux é usado para vários propósitos, incluindo como SO para servidores web, instâncias de computação científica e edge, smartphones por meio do Android OS e outros. A seguir, estão algumas das formas mais populares em que o Linux é utilizado ao redor do mundo.

O Linux é usado para aumentar a produtividade e otimizar operações em diversas instâncias de desktop. Para programadores que preferem um SO sem custo e de código aberto a um comercial para seu ambiente de desktop, o Linux é uma das opções mais utilizadas.

Por exemplo, o Linux Fedora é um SO de código aberto e sem custo baseado no kernel Linux que inclui software para várias tarefas básicas. O Linux Mint, outro SO sem custo baseado no Linux, tornou-se uma das distribuições Linux mais populares até hoje.

O Linux é amplamente usado para conectar dispositivos e sistemas em diversos ecossistemas com o objetivo de trocar informações e recursos sobre uma rede. Como um SO de rede, o Linux é usado em roteadores, switches, servidores de sistema de nomes de domínio (DNS) e em muitos outros dispositivos críticos para redes.

Um servidor que utiliza o SO Linux é chamado de servidor Linux. A Cisco, por exemplo, baseia-se no kernel Linux para sustentar uma versão de seu popular Cisco Internetwork Operating System (IOS). De acordo com uma pesquisa recente da W3Techs, o Linux alimenta mais da metade dos servidores web em operação no mundo todo.

A maioria dos servidores web em uso hoje é "headless", ou seja, não dispõe de interface gráfica de usuário (GUI), como monitor ou teclado. Sistemas headless, gerenciados remotamente por meio de uma rede, costumam depender de um SO Linux para que os usuários possam interagir com eles e operá-los. O K Desktop Environment (KDE), por exemplo, é uma GUI de código aberto e sem custo para Linux, desenvolvida pela comunidade e considerada mais amigável ao usuário do que muitos outros ambientes de desktop.  

DevOps, uma metodologia de desenvolvimento de software usada para acelerar a entrega de aplicações, depende fortemente do SO Linux. A natureza de código aberto do Linux e seus extensos recursos de interface tornam crucial a adição de automação e funcionalidades de controle de infraestrutura no ambiente DevOps.

O sistema operacional Linux é usado em muitos dispositivos populares de Internet das Coisas (IoT), incluindo relógios inteligentes, alto-falantes, termostatos e mais. Sua flexibilidade e escalabilidade o tornam ideal para dispositivos IoT cuja funcionalidade depende de aplicações complexas que se conectam à nuvem.

Em um dispositivo IoT, o sistema operacional Linux ajuda a gerenciar recursos críticos de computação e hardware e fornece a plataforma base para que aplicativos sejam executados e se conectem a outras redes.

O Linux é o sistema operacional subjacente em muitas instâncias de computação em nuvem. Todos os principais provedores de nuvem, incluindo Amazon Web Services (AWS), Microsoft Azure, Google Cloud Platform (GCP), IBM e outros, oferecem distribuições do kernel Linux em suas plataformas. Mais uma vez, sua flexibilidade, escalabilidade e relação custo-benefício o tornam uma escolha popular para provedores de nuvem e aplicações baseadas em nuvem. De acordo com a Linux Foundation, o Linux executa 90% da carga de trabalho da nuvem pública.

Muitos supercomputadores (computadores que aceleram o tempo até a solução em computação de alto desempenho), dependem do Linux, sendo que os desenvolvedores desses supercomputadores personalizam o código aberto do Linux para atender às necessidades específicas. Por exemplo, o “Avalon Cluster”, utilizado em computação científica, foi construído com hardware de fácil obtenção, como PCs e software de código aberto, tornando-o acessível a um grupo mais amplo de pesquisadores do que outros supercomputadores.