Linux インストールの心臓部はカーネルです。遭遇するほとんどのディストリビューションは、この基盤に独自の機能を追加しますが、カーネルは、自らを Linux と呼ぶすべてのディストリビューションにまたがる共通の統合ソフトウェアです。商用オペレーティング システムとは異なり、カーネルは非常に構成可能であり、任意のユーザーが完全にカスタマイズできます。 カーネル構成をいじくり回したいのはなぜですか?ディストリビューションによって提供されるストック カーネルは妥当なオプションですが、カーネルの動作を根本的に変更できる独自のパッチ セットがあり、場合によっては、特定のユース ケースに対してシステムをより効果的に調整することもできます。 特殊な Linux カーネルの風景を見てみましょう。 カーネルの基本: アップストリーム  Web サイトは、カーネル チームが定期的にリリースするメインライン Linux カーネルの究極の情報源です。ランディング ページを見ると、さまざまなカーネル バージョンが一覧表示されている場合があります。  kernel.org あなたが Linux ユーザーなら、実際に Linux ている間ずっとこのページを見たことがないかもしれません。何を与える？ を使っ   のようなディストリビューションは、通常、信頼性が高く安定していることが知られているカーネル バージョンを選択し、必要な を適用して適切にカスタマイズし、コンパイルされたカーネルをすべてのユーザーに提供して、実際のコンパイル プロセス (時間がかかる場合があります!) は、デスクトップではなく、彼らの側で発生します。これは、たとえば、Ubuntu 22.04 の 2 人の最新ユーザーが同じカーネル ビルドを使用している可能性が高いことを意味します。これにより、さまざまなインストール環境でさまざまなユーザーを簡単にサポートできます。また、Ubuntu を開発しているエンジニアは、十分にテストされ、ユーザーのほとんどのニーズを満たす単一のカーネル ビルドを提供することに専念できます。 Ubuntu パッチ セット ただし、2 つの 最新の Linux ディストリビューションで実行中のカーネルを比較すると、それらのバージョンはほぼ確実に異なります。カーネルは安定性に定評がありますが、一部のディストリビューションでは、新しいカーネルにいつ移行するかについて慎重になっています。通常、これは良い考えです。5.18.16 と 5.10.135 のような 2 つのカーネル バージョン間の数値は大きいように見えますが、カーネル開発者は機能の追加と削除について保守的であるため、通常、これらの間に大きな実質的な違いはありません。 1 つの Linux ディストリビューションが最新のカーネルよりも数バージョン遅れている場合、より予測可能なリリースを実現するためにそうすることは、多くの場合、トレードオフの価値があります。 異なる しかし、 のカーネルはリリース間で大きな飛躍を遂げることはありませんが、さまざまな 開発者が、カーネルの動作を根本的に変える可能性のある一連の変更を維持しています。これらのいくつかは次のとおりです。 デフォルト ダウンストリーム  CPU スケジューラーの変更。これはカーネルのコア機能の 1 つであり、プロセッサ上で実行するためにマシン上のさまざまなプロセスがどのように選択されるかを決定します。  I/O スケジューラの変更。カーネルは、特にスピンドルと読み取りヘッドの物理的現実がデータへのアクセス速度に影響を与える回転ディスクの場合、ディスク操作のパフォーマンスに大きな影響を与える可能性がある、  や などのさまざまなスケジューラ メソッドをサポートしています。 deadline cfq 安全。一部のパッチ セットは、潜在的なエクスプロイト ベクトルに対して Linux カーネルを するために大幅な変更を加えています。 強化  Linux を実行する利点は、これらのさまざまなオプションのすべてが完全に自由であることです。それらのいくつかを見てみましょう。 おいしい、デフォルトのバニラ デフォルトの Linux カーネルには派手なカスタマイズはありませんが、カーネルを再コンパイルしたりソース コードを変更したりする必要なく、ユーザーが制御できる設定がまだかなりあります。 たとえば、前述の I/O スケジューラは、カーネルが保留中の操作に優先順位を付けて、永続ストレージからの読み取りまたは書き込みを行う方法を指示します。これは、さまざまな理由から重要な設定です。カーネルは、デスクトップの待ち時間を改善するために最初にディスクに保存しようとしているドキュメントをプッシュスルーしますか?それとも、システム ジャーナルをディスクにフラッシュして、クラッシュ時に確実に利用できるようにする必要がありますか?この種の I/O スケジューラの決定には、カーネルでの待機時間、リクエストの緊急度など、多数の変数が考慮されます。 ほぼすべての低レベルの Linux 設定と同様に、ファイルシステム パスを使用して、システムが使用している I/O スケジューラを直接調べることができます。この情報は、  仮想ファイルシステムを使用してデバイスごとに制御されます。私のシステムでは、関心のあるデバイス を のパスに挿入することでこれを見つけることができます。 sys sda /sys   $ cat /sys/block/sda/queue/scheduler [mq-deadline] kyber none これは、私の ドライブが mq  スケジューラを他の方法 (  と  ) で使用していることを示しています。これらは使用可能ですが、現時点では積極的に選択されていません。  スケジューラーは、「  」と説明されており、私には良さそうです! sda mq-deadline kyber none mq-deadline [a] かなり低い CPU オーバーヘッドを備えた優れた万能型 同様にシンプルなインターフェイスを使用して、これらの設定の多くを することもできます。  では、これについてよく説明されています。つまり、目的のスケジューラ名を以前と同じパスに送信するだけで十分です。次のコマンドは、この特定のデバイスのスケジューラを変更して、  スケジューラを使用します。これらの種類の設定を変更するには、  アクセスが必要であることに注意してください。 変更 Linux カーネルのドキュメント kyber root   $ echo kyber > /sys/block/sda/queue/scheduler デバイスごとのスケジューラは、実行中のカーネルで使用できるランタイム調整可能な設定の 1 つにすぎません。追加のオプションについては、次の他の設定を確認してください。 交換性 net.core 長期サポート カーネル: 古き良き時代の製品 新しくて派手な機能は素晴らしいように見えますが、主にサポートと安定性に関心がある場合はどうしますか? 長期サポート カーネル (   ) は、通常のカーネルよりもはるかに長い期間のサポート用に特別に最適化された Linux カーネルのバージョンです。予測可能で安定したアップグレードを優先するシステムの場合、多くの場合、  という接尾辞が付いたカーネル パッケージを使用するのが非常に良い選択です。特別なパッチは適用されていませんが、5.15 のようなカーネルを使用することは、それ以前ではなく 2023 年 10 月までサポートが保証されることを意味します。 2016 年 12 月にリリースされたカーネル 4.9 を採用した場合、2023 年 1 月までサポートされます。互換性を破る変更について心配する必要はありません。 LTS -lts 長期サポート カーネルは、おそらくメインライン バージョン以外で最も広く利用されているカーネル バリアントです。 Ubuntu LTS などの一部のディストリビューションには、デフォルトで長期サポート カーネルが付属していますが、他のほとんどのディストリビューションでは、  ような名前のパッケージをインストールして有効にすることで、LTS カーネルを使用するオプションが提供されます。選択したディストリビューションには、さまざまなカーネルをインストールして使用する方法を説明するガイドが含まれている可能性があります。そのため、堅牢な LTS カーネルを試すには、  で終わるカーネル パッケージを探し、選択したディストリビューションの指示に従って代替カーネル パッケージを使用してください。 linux-lts -lts 強化されたカーネル: セキュリティを重視する人向け 情報セキュリティにおける とは、潜在的な悪用や脆弱性を軽減するために特定の領域を補強するプロセスを指します。主流の Linux カーネルは明らかに、この程度のセキュリティを合理的に可能な限り達成しようとしますが、一部のユーザーは、セキュリティの向上と引き換えに、カーネルとその機能を制限することを選択する場合があります。 がこれを提供します。 強化 強化された Linux カーネル 通常、強化された Linux カーネルは一般的なカーネルと非常によく似た動作をしますが、トレードオフがあります。たとえば、一部のアプリケーションは強化されたカーネルではまったく機能しない可能性があり、多くのプリコンパイル済みカーネル モジュールは、強化されたカーネルと適切に統合するために、同等の を使用する必要がある場合があります。それにもかかわらず、セキュリティが優先されるミッション クリティカルなアプリケーションの場合、多くの場合、強化されたカーネルが正しい選択です。 DKMS   は「動的カーネル モジュール サポート」の略で、目的のカーネルのコンパイル済みサポートを持たないカーネル モジュールのソース コードをユーザーが使用できるようにする機能です。たとえば、Linux で ZFS ファイルシステムを使用するには、  プロジェクトをカーネル モジュールとしてインストールする必要があります。多くのディストリビューションでは、すぐに使用できるようにコンパイル済みのモジュールをインストールするパッケージが提供されています。これにより、長いコンパイル時間と潜在的な非互換性を回避できますが、カスタム カーネルを使用すると正しく機能しない場合があります。一方、OpenZFS DKMS モジュールは、期待どおりに機能することを保証するために、選択したカーネルに対してオンザフライでコンパイルできます。 DKMS OpenZFS on Linux 禅で悟りを開く は、広くサポートされているコミュニティ ベースのパッチ セットの 1 つです。アップストリームの Linux カーネルから大幅に逸脱するわけではありませんが、zen (または Liquorix) カーネルは、パフォーマンスを大幅に向上させるために変更を加えています。 Liquorix の Web サイトから: zen カーネル  Liquorix は、デスクトップ、マルチメディア、およびゲームのワークロードに最適な構成とカーネル ソースを使用して構築されたディストリビューション カーネルの代替品です。 たとえば、前述の I/O スケジューラを変更して、システムの応答性を最適化する アルゴリズムをデフォルトで選択するように変更します。別の一連の変更は、スワップ ストレージを圧縮し、別のキャッシュ アルゴリズムを使用して、高いメモリ負荷の下で適切に実行します。 bfq より確立されたパッチ セットの 1 つとして、選択したディストリビューションにすぐに使用できる パッケージが既に存在する場合があります。ただし、 には、追加のオプションが必要な場合に、このカーネルの使用方法を説明するチュートリアルも用意されています。 linux-zen プロジェクトのドキュメント ゲーム カーネルで FPS をプッシュする カーネルは、ゲームのパフォーマンスを最適化するために特別に設計された特殊なパッチ セットです。グラフィックス カードからできるだけ多くの FPS を絞り出すのは骨の折れる作業ですが、tkg パッチ セットの変更により、Linux カーネルの重要な部分に重点を置いた変更を行うことで、さらなる効果が得られます。 linux-tkg たとえば、  スケジューラや パッチ セットなど、追加の CPU スケジューラが追加されています。  などのネットワーク アルゴリズムはデフォルトで有効になっており、  などの最適化されたコンパイル フラグは、コンパイルされたコードから可能な限り多くのパフォーマンスを引き出すために有効になっています。 Project C -ck Cake -O2   パッチ セットは、LTS または Zen カーネルほど普及していませんが、  は、カスタム カーネルをコンパイルしてインストールする方法を詳しく説明した包括的なガイドを提供しています。 -tkg GitHub のインストール手順で   パッチ セットは、ゲームなどのユース ケースに適した低遅延で高性能のカーネルを必要とするユーザーを対象とした同様の一連の機能を提供します。どちらの場合でも、tkg および XanMod カーネルは、ゲーム マシンで追加の利点を備えた日常のオペレーティング システムとして引き続き機能できる、非常に特殊な形式の Linux カーネルを提供します。 XanMod リアルタイムカーネル 「リアルタイム コンピューティング」という用語は、特定の操作が特定の時間内に実行されることを保証することを目的としたシステムの概念を指します。たとえば、車のブレーキや航空機の翼を制御するシステムは、保留中のディスクへの書き込みや画面への描画のフラッシュによって中断されるわけにはいきません。   プロジェクトは、この機能を提供する一連のパッチを提供します。これらの機能は多くの場合、非常に特殊化されており、通常はデスクトップ アプリケーションやサーバー アプリケーションには適していませんが、適切な状況では非常に重要になる場合があります。特定の業界でアプリケーションを使用するプロジェクトでは、これらのリアルタイム パッチが必要です。 Real Time Linux   カーネルのスイートは、よりターゲットを絞ったユーザー層を対象としていますが、ゲームや低レイテンシー向けに最適化されたカーネルよりも広く普及していることがよくあります。ディストリビューションのパッケージ マネージャーは、これらのタイプのカーネルを や などの名前で提供している場合があります。 -rt linux-rt linux-rt-lts ハイブリッド カーネル 私たちが探求している専門的なカーネルは他にもたくさんありますが、私たちは一日中ここにいます!そうは言っても、すでに説明したさまざまなタイプを使用してカーネルをカスタマイズする方法は他にもあります。 これらのパッチの多くの興味深い特徴は、多くの場合、それらの機能を 1 つのカーネル ソース ツリーにブレンドするカーネルに されることです。たとえば、稼働中の機械加工インフラストラクチャの重要な部分は、  カーネルのリアルタイム機能を必要とする場合がありますが、強化されたカーネルの追加のセキュリティからも恩恵を受ける場合があります。さまざまなパッチを一緒にきれいに適用できる限り、正確なニーズに合わせて調整されたカーネルを混ぜ合わせて一致させることを妨げるものは何もありません. 結合 -rt 一部のディストリビューションでは、パッチ セットをカーネルのパッケージ名に組み合わせるだけでこれを提供しています。たとえば、Arch Linux ユーザー リポジトリは パッケージを提供します。これは、リアルタイム サポートと長期サポート カーネル機能を組み合わせたものです。 Ubuntu は ようなパッケージを提供し、AWS EC2 で動作するようにカーネルを最適化するためのさまざまな変更に特化しています。 linux-rt-lts linux-image-*-aws 選択したディストリビューションに関係なく、カスタム カーネルの実行に関心がある場合は、ディストリビューションのパッケージで利用可能なカーネルを確認してください。 Linux カーネルの特別なバージョンを使い始めるための最も簡単で迅速な方法を提供します。 さあ、ティンカー！ この記事は、Linux カーネル ランドスケープの表面をなぞっただけです。これらのカーネルの多くは広く普及しており、大部分の配布リポジトリで一般的に見られますが、カーネルをさらに推し進める難解なパッチ セットがいくつか存在します。オープンソースのカーネルを使用すると、カーネルを自分で変更して、独自のニーズに合わせてカスタムをコンパイルすることもできますが、それは別の機会にガイドします. それまでは、これらのリソースのいくつかをチェックして詳細を確認し、自分で試してみたいカーネルを見つけてください!   ArchWiki - カーネル Canonical の Ubuntu カーネル Linux カーネル アーカイブ

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