inux 2.6内核的精彩世界
时间：2006-03-08 来源：xwq_007
| Linux 2.6内核的精彩世界 |
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Joseph Praneich 尽管我们第一次启动Linux 2.4似乎只是昨天的事，时间已经流走，内核开发团队的2.6版内核开发工作已经接近完成了。本文将试图描述2.6内核中的许多新特性（侧重i386平台 的Linux）。和封闭源码的软件的预发布不一样的是，这里所描述的所有特性当前都是2.5版内核开发树中可用的（其中一些的bug少一些，另一些bug 多一些）。（按照Linux的传统，偶数版本的内核是稳定的，奇数版本的只是开发用的）。也就是说，这里所描述的一些特性在实际的2.6版本中仍可能被去 除或标志为"experimental"(试验性)。然而内核当前处于特性冻结（feature-freeze）时期，最终的发行版本应该不大可能过于偏 离这里的描述。同时也应该清楚这里描述的一些"新"特性在第一次出现在2.6系列内核后，可能被向后移植到了官方的或者发行版供应商的2.4版内核之中。 或许使得这篇文章更为晦涩的是，即将到来的内核的版本号至今仍未确定。最可能使用的版本号是2.6，但是一些人提议版本号可以使用3.0，因为这个版本中包含了NUMA以及无MMU系统的支持。为论述方便，本文将一直使用2.6作为即将到来的内核的版本号。 您正在阅读的是本文档（《Linux 2.6内核的精彩世界》）非正式版的第一版，完稿于2003年7月13日，基于2.5.75开发版内核。随着Linux内核最后工作的完成，这份文档将发 布其他非正式版，但是这份文档的正式版直到2.6的最后发布才宣告完成。由于本文是非正式版的第一版，其中可能有错误或者疏漏；如果您发现了它们，请告诉 我，我将很高兴地去修正它们。
到目前为止的故事...
多种平台支持
小规模 － 嵌入式系统中的Linux 不像通常的Linux移植版本，这里描述的嵌入式移植版由于硬件限制和通常的Linux相比，不具有所 有类似的特性。主要的区别在于：这些移植版是针对于没有内存管理单元（MMU）的处理器的（Intel的CPU从386开始就有MMU了）。缺少MMU的 支持，运行真正的多任务系统时，任务之间没有内存保护机制（因此任何程序都可以使得其他程序崩溃），一些有关进程派生的系统调用也无法实现。正是因为没有 内存保护机制（或者说，没有任何安全性可言），它们不适用于多用户系统。 在对嵌入式处理器支持上，Linux 2.6有四个主要的新进步。首先是对Motorola的新型嵌入式m68k系列处理器移植。这些被命名为Dragonball或是ColdFire的处理 器可以在Motorola，Lineo，Arcturus或是其他厂商生产的系统或是评估板上找到。大多数Linux用户应该对这些处理器相当熟悉，因为 从Palm 1000到最新的Palm III，他们一直是Palm Pilots的心脏。不幸的是，对早期没有MMU的m68k处理器（比如早期苹果机上使用的68000系列）还没有支持。最新支持的嵌入式平台还包括日立 （Hitachi）的H8/300系列（不包含H8S，但可能会尽快地集成进来）以及NEC v850处理器。 无论怎么强调Linux 2.6旨在支持无MMU系统的主要体系结构变化，都不为过分。所有Linux的前期版本，不论直接或是间接，都起源于Linus最初在Intel 80386上的工作，局限性是固有的。沿着这个方向（对无MMU系统的支持），将来也许会有更多的其他早期的硬件被支持（事实上，已经有关于此目的的项目 启动）。但是，不像为现代的以及仍在生产中的嵌入式处理器的提供支持，对早期的硬件的支持被更多地认为是基于某种爱好，并且对于最终用户而言很可能是无用 的（因此在今后的Linux的官方发布版本也许不会将其包含在内）。 最新的Linux版本包含了对Axis通信公司的ETAX CRIS（"Code Reduced Instruction Set"）处理器的支持（更确切地说，支持ETRAX 100LX及更新的产品），它从技术的角度而言不是uCLinux合并的一部分（因为它包含MMU单元）。实际上对这款处理器的支持在2.4开发周期就已 经有了，但它在2.4.0以后才被引入，所以现在应该提到它。它是主要用于网络设备的嵌入式处理器。与此相关的ETRAX 100，是得到uClinux支持的无MMU处理器，但是在主流的Linux内核中相关支持却没有集成进来。
Opteron支持 － 消费级的64位Linux 尽管2.4系列内核的后期版本已经可以在该芯片上运行，但作为产品应用仍受到了很大限制。对高端用户来说，最严重的问题是，每个应用程序的RAM的使用都被限制在512MB以内。另一方面，新内核对在该平台上运行x86（32位）的程序的支持得到了改进。
子体系结构（Subarchitecture）支持 标准的确立使得i386可以运用于两个新的平台。第一个是NCR的Voyager体系。这是一个对称多 处理器（SMP）系统（在Intel的MP规范标准确定之前就已经开发出来了），它支持多达32个486－686的处理器配置。实际采取这种体系结构的产 品处理器的配置数目要相对少一些，而且目前并不是所有的型号都得到了Linux的支持（最早的就不支持）。第二种得到最新支持的体系结构是更为广泛使用的 由NEC开发的PC-9800平台，它曾是日本市场占统治地位的PC平台，一直到最近几年。最初的PC-9800装载的是8086处理器，最终发展到奔腾 级处理器和SMP支持。（当然，Linux对它的支持局限在386以上。）尽管在美国它完全不为人所知，微软的Windows 95之前的版本曾移植到这个平台上。该平台由于生产商对标准PC的偏爱，生产已经中止。 Linux对差异细微的硬件类型支持的形式化，使得操作系统能更容易的移植到其他平台上，比如移植到专为存储设计的硬件 或者是使用在工业领域的主流处理器。需要澄清的是，子体系结构也不是任何时候都管用的，它能够发挥作用是因为这些可移植的系统非常底层构件（比如IRQ路 由）有或多或少的不同。比起在X-box上运行Linux的差别来说，驱动程序等相对小的差别还不足以把它们从传统的i386系统中分开。Linux对X -box的支持，就不是子体系结构的问题。
大规模 - 非一致存储访问体系结构（NUMA）和大型机 在此方面最大的改变就是Linux对NUMA服务器的最新支持。NUMA（非一致存储访问）在多进程世 界里是超越SMP以及提升多处理器系统效率的一个进步。SMP系统的设计上有着许多和对应单处理器系统类似的局限性。其中最大的设计局限之一就是系统中只 有唯一的一块内存区，所有的处理器对它都平等地对它进行访问。在多处理器系统里，这样会在同一条内存总线上的多处理器之间引起相当高的竞争，导致性能瓶 颈。NUMA服务器，通过引入了以下的理念解决了这个问题：对于某个特定的处理器，一些内存比其他一些的更为接近（close）。可以这样简单地设想（同 时技术上也不会有严重错误），你的系统有许多包含了处理器、内存以及其他元件（比如I/O扩展卡）。系统中有很多这样的卡，它们可以相互通讯；显而易见， 相对其他卡上的内存，每块卡上的处理器能更快的访问本地内存（自己的卡上内存）。从许多角度上看，NUMA体系结构就是一个紧密耦合的集群特例。 为了给NUMA主机提供良好的支持，Linux十分必要在许多方面进行调整，以使新模型更具效率。首先，建立了一个内部 拓扑API，以使内核知道处理器和内存以及其他IO设备间的相互关系。有了内部拓扑API的支持，Linux的进程调度器可以理解这些关系，并且会尝试优 化任务以达到最佳的本地资源使用。此外，许多NUMA主机在各个节点（nodes）的线性内存区域之间存在空洞（holes）。新内核已经能够合理的处理 这种不连续情况。内核还有许多其他使得Linux可以支持高端（high-end）主机的变化，这也是内核发展的一个明确方向。再过一年，我们可以期待 Linux在高端机型上效率以及其他方面的进步。
深入Linux
超线程
容量 -- 可扩展性的进展 在许多其他方面，内部限制在可能的地方都有所放松。Linux系统上用户和用户组的数目从65000越 升到了超过40亿（实际就是16位到32位的变化）。这使得Linux在之前可能超越限制的大型文件和认证服务器上更加实用。类似的，进程标识号 （PID）的数目也从32000升到10亿。这个改变，与其他PID子系统优化一起，将提高在十分繁忙或是长期工作的系统上的应用程序的启动性能。尽管同 时打开的文件最大数目并没有增加，但是Linux 2.6不会再要求你预先设定限制值；限制值会随着系统的运行自动调整。最后，Linux 2.6包含了改进的64位的块设备支持（当然块设备本身应当支持64位模式），即使是在i386这样的32位平台。这样一来，文件系统的存储上限可达 2TB。
内核互动性以及响应性 2.6中一个必须理解的主要内部改变是现在内核自身是可抢占的。在所有之前的Linux版本中，当系统运 行内核的相关事务时，它不能被打断（在多处理器系统中，基于各cpu的角度这也是成立的）。Linux 2.6中，内核现在允许自身在执行任务时被打断，这样用户任务可以继续运行即使内核正在做一些复杂的事情。（为了避免明显这可能带来的竞争情况，内核中含 有一些具有锁的代码段，运行于这样的代码段的时候，内核不能被打断。）这个改变的主要好处是系统的可交互性（比如，对于桌面用户）大大提升，系统对于用户 输入这样的事件感觉起来快多了。 其他使得Linux成为一个更加具有响应性系统的改变是并入对新的"futexes"（"Fast User-Space Mutexes"）的支持，这项支持发挥作用需要用户程序的支持（使用futex实现互斥）。Futexes是一种序列化（serialize）事件使得 它们不会相互冲突的机制。与传统的多数的线程库锁支持的mutex操作不同，这是部分基于内核的（partially kernel based），同时它也支持设置优先级使得高优先级的应用或线程优先获得竞争的资源。通过使用一个程序去指定一个等待的任务比其他的更重要，它带来了可能 是一个应用的时序--关键区域更佳的响应性。 Linux的I/O子系统也经历的很大的修改，使得它在各种工作负荷下都更具响应性。这个变化包括I/O 调度子系统--决定何时、哪一进程去读一个设备的内核代码的完全重写。重写的I/O层现在可以更好地保证没有进程过长时间地停留在I/O等待上，同时不排 斥以前的优化工作使得读等请求以最有效的次序操作硬件的优化工作。 尽管实时操作系统（RTOS）的开发者可以从这些改变中受益，Linux 2.6将不会成为一个实时内核。然而，这些以及其他相关的背景工作使得将Linux转变为RTOS成为可能。为用户或开发者提供这样的支持的外部patch（尚未合并到官方的内核版本）已经出现了。
模块子系统 - 设备驱动程序 首先，Linux 2.6中内核驱动程序最显而易见的（虽然并没有太大作用）的变化是文件扩展名改变了。".ko"（kernel object，内核目标文件）取代了".o"（这是一目标文件的常见扩展名，通常在程序编译期间，链接生成可执行应用程序之前创建）。与其说这使得模块并 不是真正的中间文件这一点更为清楚，还不如说这仅仅是一个装饰性（cosmetic）的改动。 完完全全实质性的改进在于消除存在于很多内核版本中的竞态的多方面工作。问题的关键在于，如果卸载发生在模块检查并确认 没有其它的设备正在使用它之后，使用一个正在被卸载的模块来启动设备是有可能的。新的内核模块代码应使得这一条件更难被触发。更进一步，现在简单地完全禁 止模块卸载也是有可能的。 更加透明是新的模块子系统另一特性。在此之前，几乎所有的 Linux版本中，模块是足够智能的，它们可以通过扫描总线寻找它识别（recognized）的设备ID号，检测到它所能够支持的设备（比如PCI， ISA PnP以及PC卡）。Linux 2.6标准化了这种支持，使之对内核来说外部化，外部程序以及模块加载器判断一个特定的模块可以支持哪些设备将更为容易。这将允许各种硬件管理程序（比如 Redhat的kudzu）对硬件作出智能化的判断，即使他们本身对自己所处理的硬件设备并不熟悉。如果你的知识超越了当前版本的驱动程序，你可以（通过 新的 sys文件系统中的一个接口）强制一个驱动程序工作于某一特定的设备，即使驱动程序并不知道自己可以支持该设备。
其他改进 Linux 2.6还解决了一个更为深刻的稳定性问题：内核将不会分配多于系统中RAM（加swap）数量的内存。此前，Linux在一些即使系统内存耗尽的情况下， 仍然允许malloc操作分配内存成功。过量分配（overcommitment）逻辑得到修改，使得这种情况现在不再可能出现。（当然，如果你耗尽了系 统的RAM，即使没有超越最大可用数量--你需要担心更更严重的问题。） Linux总是一个开放标准的支持者。内核内部的大改变之一就是Linux的线程框架被重写，以使NPTL （Native POSIX Thread Library）可以运行于其上。对于运行负荷繁重的线程应用的Pentium Pro以及更先进的处理器而言，这是一个主要的性能提升；它也是企业级应用中的很多高端系统一直以来所期待的。（实际上，RedHat已经将它向后移植到 了Linux 2.4，从RedHat 9.0中开始包含）线程框架的改变包含LInux线程空间中的许多新的概念，包括线程组、线程各自的本地存储区、POSIX风格信号以及其他改变。主要的 缺点之一是依赖于老式的Linux-isms而没有遵循POSIX标准的应用程序（比如Sun Java）将不能运行在支持新式线程的系统之上。鉴于使用新的线程模型利远大于弊，很明显，新的内核发布不久，最为重要的那些应用都将会支持这个改变。 最后，2.6可以支持编译时关闭内核对存储交换（swap）的支持，尽管对于绝大多数Linux之上的应用而言，没有直接的益处。这使得Linux可以在相对小的内存足迹（footprint）内运行，对于不大可能使用交换设备的嵌入式系统可能也是有益的。
统一设备模型
内核对象抽象 在内核中完整地保存这些新的信息，使得Linux可以更好的支持那些需要有深入的硬件知识的系统。一个 明显的例子就是电源管理。近几年新出现的电源管理标准是ACPI。ACPI，即高级电源配置管理界面，最早是在Linux 2.4中有支持。不同于APM（高级电源管理），拥有这种接口的系统在改变电源状态时需要分别通知每一个兼容的设备。新的内核系统允许子系统跟踪需要进行 电源状态转换的设备。另一个例子是支持热插拔的总线。机器启动后依然可以添加设备的能力在现在看来显得很普通，但Linux直到2.2版本才提供相关支 持。到了Linux 2.4，这种支持得到进一步的加强，范围也扩大到可热插拔的PCI、PC卡、USB以及Firewire设备。通过从根本上消除热插拔设备和传统设备的差 异，新内核的集中化设备系统扩展了这一支持。当你启动计算机的时候，设备检测例程将"插入"系统中的设备。无论在系统启动时，或是启动以后，系统发现系统 中的某个设备时，都会相应创建一个相同的内核对象，这就使得处理可插拔设备的底层结构简单化了。
sys文件系统 既然每个设备（或者说内核对象）在sysfs中都有唯一对应的目录结构，那么下一步可以把设备的属性（设备名，电源模式，中断处理等）信息输出到这个目录树中以供系统管理员读写。相应的，很多跟设备相关的/proc/sys的用法已经或者将要移到/sys目录下。
核心硬件支持
内部设备总线 一个能说明这一情况的例子就是ISA总线的PnP（即插即用）特性，Linux直到2.4版本才支持 ISA总线的即插即用扩展，比其他流行的商业操作系统要晚很多（在内核支持ISA PnP之前，你或许可以勉强使用一些用户态的实用程序使它工作）。Linux 2.6对这个子系统做了一个重要的改进，使它更完善、更好地集成于新的设备模型之中。新特性包括完整的PnP BIOS支持、设备名称数据库以及一些其他的使系统更加健壮的特性。这些改进的结果，是使得Linux成为一个真正意义上的即插即用操作系统，并且可以被 设置成就像那些兼容机的BIOS达到的那样。 ISA时代ISA-PnP的两个可选的替代方案是MCA（微通道体系）和EISA（扩展ISA），尽管它们不那么流行。 在Linux2.6的开发周期中，这两个子系统都做了一些改进以支持新的设备模型。此外，通过引入设备名称数据库，EISA与其他子系统一起获得了更进一 步的标准化。 除了刚才提到的几个重要特性，Linux对硬件总线的支持也做了许多其它值得关注的改变。PCI总线是所有总线中最流行 也是最重要的总线，Linux 2.6极大地提升了对它的支持，包括改进的热插拔和电源管理支持。新版本同样也支持包含多个AGP总线（即加速图形端口――基于PCI协议的一种独立高速 总线）的系统，如高端图形工作站。就对PC硬件的支持而言，Linux紧紧跟随着硬件市场的潮流。 除了这些实际的设备总线，Linux2.6也增加了一个概念上的Legacy总线。这种总线对每种体系结构都是专有的， 这些体系结构包含所有你可能想到的设备。例如，在一台PC机上，可能会有板上（on-board）的串口、并口、以及PS/2端口，这些设备实际存在着， 但不被系统中的任何一个实际总线所枚举（enumerated）。在其他的一些平台上，这种Legacy支持可能包含更复杂的事情（如查询固件）。但一般 来说，这只是一层包装，使得设备驱动程序在新的驱动模型视图下能以标准的方式操作这些设备。
外部总线
无线设备 在无线网络空间中，设备可以大致分为长距（如基于业余无线设备的AX.25）和短距（通常是 802.11，但一些旧式协议也存在）。从很早的时候（v1.2）起，对这两者的支持就成为 Linux的一个特征。在 2.6 的开发中，它们又都得到了更新。这里最大的改动是，用于支持各种板卡、协议的短距子系统的主要组件合并为一个单一的"无线"子系统以及 API。通过提供一组能工作于所有支持的设备的用户空间工具来实现不同的设备统一处理。这种方式解决了原先的不同设备不同处理所带来的很多小的兼容性问 题。除了这种标准化之外，Linux 2.6版内核还有很多全局性的改进，包括当状态发生改变（比如一个处于"漫游"状态的设备）时更好的通知能力，以及对旨在更好地处理无线设备中周期性的延 迟波动的一个TCP相关的改动。由于人们对2.4版内核中无线支持的期望，上述的很多特性已经包含在2.4版内核中了。 在无线设备空间，有着类似的主要改进。IrDA（以 Infrared Data Associates group命名的红外线协议）部分自上一主要发布以来有一些改进，比如电源管理、集成进了新的内核驱动模型。真正的改进还在于提供了对蓝牙设备的支持。蓝 牙是一种新的无线协议，它设计为短距，功耗很低，也没有 IrDA 中的"视线"的限制。作为一种协议，蓝牙被设计为"到处可用"。它已被应用于多种设备，如 PDA，移动电话，打印机，以及更为怪异（bizarre）的设备如车载设备。协议本身由两种不同的数据连接类型组成：用于有损音频应用的SCO （Synchronous Connection Oriented，面向同步连接）；以及可以支持重传等更为强壮的连接L2CAP（Logical Link Control and Adaptation Protocal，逻辑连接控制和适配协议）。L2CAP 还进一步的支持各种子协议，包括用于点对点网络的 RFCOMM 以及用于类以太网的 BNEP。Linux对采用蓝牙技术的设备的支持在不断提升，我们可以相信，当足够多的采用蓝牙技术的设备被使用时，这种支持将会非常成熟。值得一提的 是，对蓝牙最初的支持已经集成到了2.4系列内核后几个版本中。
存储总线 Linux现在也包含对新一些的机器的EDD（Enhanced Disk Device） BIOS进行直接访问的支持，这样便可以获得服务器中的磁盘设备视图。EDD BIOS包含所有连接到系统的、BIOS识别的存储总线（包括IDE以及SCSI）的信息。除了获得连接设备的配置以及其他信息之外，它还有另外几个优 点。比如，这种新的接口使 Linux 能够知道系统是从哪一个磁盘设备上启动的。这在新一些的系统上非常有用，因为这样的系统中到底是从哪一个设备启动的常常不明显。智能安装程序也可以考虑使 用这些信息，比如在决定把GRUB（一种Linux启动装载器）安装在哪里时。 所有这些改动之外，这里需要再次强调的是，所有的总线设备类型（硬件、无线和存储）都集成到了Linux新的设备模型子系统中。一些改动仅仅是"装饰性"的，另一些则包含了非常显著的改动（比如，甚至是如何检测设备的逻辑都需要修改）。
文件系统 EXT2/EXT3文件系统作为多数Linux系统缺省安装的文件系统，是在2.6中改进最大的一个。 最主要的变化是对扩展属性的支持，也即给指定的文件在文件系统中嵌入一些元数据（metadata）。一些扩展属性被系统使用，只能由root用户进行读 写。很多其他操作系统，如Windows和MacOS系统已经大量地使用了这种扩展属性。不幸的是，UNIX系的操作系统一般都还没有很好地支持扩展属 性，很多用户级的程序（比如tar）需要进行更新才能保存和转储这些扩展属性信息。这是Linux成长的又一方面；Linux对扩展属性的支持正在成熟。 新的扩展属性子系统的第一个用途就是实现POSIX访问控制链表。POSIX访问控制是标准UNIX权限控制的超集，支持更细粒度的访问控制。必要的话 （比如从NFS输出文件的时候），这些访问控制可以被映射到标准的user/group权限控制上。除了以上，EXT3还有其他一些小的变化。文件系统日 志提交（commit）的时间能够进行调整得更加适合于笔记本电脑（处于省电模式时，可能会加速驱动器）；缺省的加载选项可以保存在文件系统自身之中（这 样不用每次加载时都输入加载选项）；可以标记一个目录为"indexed"以加速在这个目录中的文件查找。 Linux对文件系统层还进行了大量的改进以兼容PC机的主流操作系统。首先，Linux 2.6支持Windows的逻辑卷管理器（即动态磁盘Dynamic Disks）。这个是Windows XP及后续版本中新的分区表机制，能够很方便的支持多分区系统中的分区大小的调整以及新分区的创建。（当然，Linux系统不一定会马上使用这一机制）其 次，Linux 2.6对NTFS文件系统的支持也进行了重写，现在能以读/写模式安装一个NTFS卷。写支持仍处于试验阶段，在逐步改进；最终的内核发布版中可能含有也 可能不含有写支持这一部分。最后，Linux对FAT12（很老的系统或软盘上使用的DOS文件系统）的支持中消除了使用一些MP3播放器时所遇到的 bug。跟踪PC领域的其他一些技术将一直是Linux核心向前发展的一个重要环节。 文件系统部分在与其他操作系统的兼容性方面也有改进。对HPFS文件系统（OS/2和其他系统中使用）的扩展属性的支持有了改进。OS/2风格的扩展属性被分离到另一个的名字空间中。XFS文件系统也得到了更新，以达到与IRIX操作系统的磁盘级（on-disk）兼容。 此外，Linux文件系统中还有很多分散的变化。配额（quota）管理进行了重写以便系统可以支持更多的用户；用户可以 标记目录为同步，从而所有变化（增加文件等）都是原子的（这一点对于邮件系统和基于目录的数据库系统尤为重要，而且在磁盘故障的恢复方面也更好一些）；透 明压缩功能（仅Linux支持的扩展）被加到ISO9660文件系统（CD-ROM中使用）中。最后，一个新的基于内存的文件系统（hugetlbfs） 被创建；创建该文件系统旨在更好地支持基于共享内存的数据库。
输入输出设备
人机接口设备 Linux对显示器输出处理的支持也有不少改进，但大部分只在配置使用内核内部的帧缓冲控制台子系统时 才有用。（ 多数基于Intel体系的Linux机器并不采用这种方式配置，但其他大部分体系结构却采用。）在我看来，最大的亮点在于启动图标（如果你从来没有见过， 那我告诉你那是一只可爱的企鹅）现在支持24 bpp的分辨率。这是一个方面，其它的面向控制台的新特性包括可以重设大小、旋转等（对PDA及其它类似设备），还有为更多的硬件提供了硬件加速支持。最 后，Linux现在对VESA监视器的显示能力信息的查询提供了内核支持，虽然XFree86 和大部分发布版本的安装系统都在用户空间提供了这种支持。 除这些比较大的改进之外，Linux 2.6 在人机交互方面还有一系列小的改进。比方说，现在支持触摸屏了。另外，鼠标及键盘驱动程序也得到了更新和标准化，现在不管底层的硬件或协议是什么，系统都 只导出一个单一的设备节点（比如 /dev/input/mouse）。一些怪异的鼠标（比如有多个滚轮的）现在也得到了支持。PC键盘的键值映射得到了更新，以遵循Windows 的"标准"来支持扩展键。对游戏控制杆的支持也得到了提升，这不仅仅得益于许多新的驱动程序（包括 X Box 游戏控制盘的驱动），还归功于引入了一些新的特性，如力量反馈（force-feedback）。最后（但绝不是最不重要的），新版本内核提供了对 Tieman Voyager 的盲人用 TTY设备的支持，以使盲人用户更好地使用Linux。（这个特性是如此的重要，以至于被向后移植到了Linux 2.4。） 顺便提一下，Linux 修改了"系统请求"接口以更好地支持那些没有本地键盘的系统。系统请求接口（"sysrq"）是系统管理员在本地控制台做一些高级工作的方法，比如获取调 试信息、强制系统重启、重新挂载文件系统为只读等等。因为 Linux 2.6 现在支持一个完全"headless"的系统，所以现在也可以通过/proc 文件系统触发这些事件。（当然，如果你的系统已经挂起而你又要强制它做一些事情，这一特性也帮不上你什么忙。）
音频
多媒体 Linux对广播卡的支持（通常是通过用户空间实现历经了好几个开发周期，而对电视调谐器和视频摄像机的 支持只是在最近的1、2个主要版本中才有。此系统通常称为V4L（Vedio4Linux 译者注： "4" for "for"），在新版本的内核开发中得到了重大更新，包括API的清理工作以及对设备更多功能的支持。新的API与旧版本不兼容，支持它的应用程序需要随 内核的升级而升级。 作为一个全新的领域，Linux 2.6首次包含对DVB（Digital Video Broadcasting，数字视频广播）硬件的支持。这种硬件常见于机顶盒，它可以使得Linux服务器通过适当的软件变为一台tivo（类似机顶盒的设备）。
软件方面的改进
网络 像许多其它子系统一样，网络硬件针对Linux2.6的改变是在幕后进行的，显得并不那么直接。这包括 旨在利用Linux的设备模型底层的改进和许多设备驱动程序的升级。例如，Linux 2.6提供一个独立的MII（媒体独立接口，或是IEEE 802.3u）子系统，它被许多网络设备驱动程序使用。新的子系统替换了原先系统中各自运行的多个实例，消除了原先系统中多个驱动程序使用重复代码、采用 类似的方法处理设备的MII支持的情况。其他改变还包括对ISDN的改进等。 在软件方面，Linux的一个重要改进是提供了对IPsec协议的支持。IPsec，或者称之为安全IP，是在网络协议 层为IPv4和IPv6提供加密支持的一组协议。由于安全是在协议层提供的，对应用层是透明的。它与SSL协议及其他 tunneling/security协议很相似，但是位于一个低地多的层面。当前内核支持的加密算法包括SHA（"安全散列算法"）、DES（"数据加 密标准"）等。 在协议方面，Linux还加强了对多播网络的支持。网络多播使得由一点发出的数据包可以被多台计算机接收（传统的点对点 网络每次只能有两方通信）。这一功能主要被即时通讯系统（如Tibco）以及音频/视频会议软件使用。Linux 2.6现在支持若干新的SSM协议（定源多播），包括MLDv2（multicast listner discovery 多播侦听发现）协议以及IGMPv3（Internet组管理协议）协议。这些都是标准协议，被多数高端网络硬件提供商所支持，如思科。 Linux 2.6也提供了一个分离的LLC栈。LLC，即逻辑链路控制协议（IEEE 802.2），是一个底层协议，在若干个常用的高层网络协议之下使用，如Microsoft的NetBeui，IPX，以及AppleTalk。作为修改 的一部分，IPX，AppleTalk，以及令牌环驱动程序都已被重写，以利用这个新的公用子系统。此外，一个外部源（an outside source）整合了可以工作的NetBEUI协议栈，它是否要被加到的标准内核中还有待研究。 除了以上这些，还有其他一些小的改变。IPv6做了一些主要的改进，使其可以运行在令牌环网络中。Linux的 NAT/Masquerading 支持也得到了扩展，从更好地处理需要多个连接的协议（H.323，PPTP等）。在Linux的路由器前端，对配置VLAN的支持也已经成熟，不再是"试 验性的"的了。
网络文件系统 在Linux和类UNIX世界中，最普遍的网络文件系统是一个名为Network File System的文件系统，简称NFS。 NFS是一个复杂的文件共享协议，跟UNIX特别是Sun Solaris有相当深厚的渊源。可以使用TCP或UDP作为NFS的主要传输协议，但也需要其他一些子协议，这些协议又各自运行在RPC（远程过程调 用）协议之上。这其中包括独立的用于认证的mount协议以及用于文件锁的NLM（network lock manager）。（通常的实现版本同时也跟其他一些基于RPC的协议紧密地结合在一起，比如用于身份验证的NIS-网络信息服务--用于认证。NIS在 Linux机器上没有得到广泛应用，主要因为它缺乏安全性。）可能正是因为NFS协议如此的复杂性，才没有被作为"Internet协议"广泛接受。 Linux 2.6中，NFS文件系统得到了很大的更新和改进。最大的改进就是实验性地支持新的并且还没有被广泛接受的NFSv4协议（以前的linux版本支持 NFS2和NFS3两种协议）在客户端和服务器端的实现。新的版本有更强、更安全的身份认证（采用加密技术），支持更智能化的锁管理，支持伪文件系统等。 Linux还没有实现所有NFS4的新特征，但是目前的版本已经比较稳定并且能够支持一些产品级的应用。并且，基于Linux的NFS服务端的实现已得到 改进，从而具有了更好的扩展性，更好的完整性（支持UDP还支持TCP），更健壮（文件系统在输出文件的时候能够进行调整以维持它们自有的一些特征），更 简便的管理（通过新的nfsd文件系统，而不再是系统调用）。还有其他方面的一些改进，比如分离lockd和nfsd，支持零拷贝传输等。NFS客户端也 因为底层RPC协议在缓存机制、UDP连接控制以及其他在TCP协议上的改进而受益。Linux支持NFS共享卷作为根文件系统的功能也因为核心对TCP 协议上的NFS的改进而改进。 除了改进对UNIX风格的网络文件系统的支持，Linux 2.6对于Windows类型的网络文件系统的支持也进行了改进。Windows服务器（也包括OS/2和其他一些操作系统）的标准共享文件系统是遵循 SMB（server message block）协议的，Linux核心在SMB协议的客户端对该协议的很多版本都已经有了非常优秀的支持。然而，Windows2000将SMB协议的一个 超集的升级版标准化了，即熟知的CIFS（"common internet filesystem"）。CIFS修改的主要目的是简化与精炼SMB协议中一些比较混乱的部分。（注：协议之前的定义很松散，甚至会出现 Win95/98/ME版与WinNT/Win2k版不兼容的情况。）CIFS达到了修改的目的，并且增加了UNICODE支持，改善了文件锁，支持硬链 接，彻底消除了对NetBIOS的依赖，并给Windows用户增加了一些新的特征。既然Linux用户不打算始终呆在被遗忘的角落（译者注：CIFS是 Windows系统提出的标准，之前仅在Windows系统之上有实现），Linux 2.6核心对本地安装CIFS文件系统的部分彻底进行了重写。Linux 2.6现在也支持SMB和CIFS的扩展--SMB-UNIX，该扩展使得Linux可以访问SMB服务器（比如Samba）上的可能存在的非 Windows的文件类型（比如设备节点和符号链接）。 尽管现在已经不常见到，但是Linux还是没有完全忘记Novell NetWare用户。Linux 2.6最多允许256个Linux客户端安装同一个使用NCP（NetWare Core Protocol）文件系统驱动的NetWare卷。 Linux 2.6也加入了相对新的一些分布式网络文件系统（即在一个逻辑卷上的文件可以分布在多个节点中）的支持。除了Linux 2.4中引入的CODA文件系统，Linux现在也包含对另两个分布式文件系统：AFS和InterMezzo的支持。AFS，即the Andrew filesystem（如此命名是因为它最初是CMU开发的），特性非常有限，目前只支持读操作。另一个新支持的文件系统InterMezzo（也是 CMU开发的）也在Linux2.6中得到支持；它具有一些更为先进的特性，如：无连接操作（工作在客户端的缓存中），适合要求高可用性的应用，在那些应 用环境中，需要保证存储区永远可用。同时它也支持保持数据在多个计算机之间（比如笔记本电脑、PDA和桌面电脑）同步的应用。很多对这些新的文件系统提供 支持的项目都是在Linux平台上实现的，这也使得Linux能够走在对这些新特性支持的最前面。
安全性
虚拟Linux
笔记本电脑 另一个是对现代移动处理器的可根据用户是否在使用机器从而作出cpu运行速度（以及相应的电源需求）自动调节的支持。
向后兼容 当然，一些底层的应用如模块工具将肯定不能工作。另外，/proc目录和/dev目录下的一些文件和格式 也发生了变化，如果上层应用对此有依赖，也可能不能继续工作。（当更多的内容被移动到/sys虚拟文件系统中的时候，情况尤其如此。在/dev目录中，向 后兼容的设备名很容易就能推出来。） 除了提到的这些明显的变化，还有很多小的变化可能会对一些应用环境产生影响。首先，非常陈旧的（linux 2.0或更早）交换分区需要重新格式化才能在2.6中使用。（由于交换分区并不包含永久数据，这对用户来说不会是问题。）由于多数抑制Apache， Zeus等http服务器接近内核速度的的性能瓶颈已经被解决，之前的允许核心直接提供网页服务的kHTTPd守护进程也被去除。 对诸如陈旧硬盘的OnTrack和EzDriveDOS磁盘管理器以及相应的DOS兼容性的支持也被去除。从软盘上含有 核心的启动扇区进行启动的支持也被去除，取而代之的是SysLinux。最后，soundmodem功能也被去除了，但是用户空间的版本维护地更好，并且 更加实用。
写在最后 具有更多技术背景的人可能只需要一个公告列表，Dave Jones编写了另一份出色的2.6开发进展的总括：http://www.codemonkey.org.uk/post-halloween- 2.5.txt。他的工作与本文的任何相似之处纯属巧合，因为我们都始于源代码，并且都侧重于x86体系。
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