เคอร์เนลในระบบปฏิบัติการคืออะไร? เคอร์เนลมีกี่ประเภท?

เคอร์เนลเป็นส่วนประกอบหลักของระบบปฏิบัติการ (OS) มีหน้าที่จัดการทรัพยากรของระบบและให้บริการแก่โปรแกรมผู้ใช้ เคอร์เนลมีสองประเภท: เสาหินและไมโครเคอร์เนล monolithic kernel คือไฟล์เรียกทำงานเดี่ยวขนาดใหญ่ที่มีโค้ดทั้งหมดสำหรับระบบปฏิบัติการ โดยทั่วไปแล้วเมล็ดโมโนลิธิกจะเร็วกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่าเมล็ดไมโคร แต่ก็ออกแบบและดีบักได้ยากกว่าเช่นกัน ไมโครเคอร์เนลเป็นเคอร์เนลโมดูลาร์ขนาดเล็กที่มีเฉพาะรหัสที่จำเป็นสำหรับการทำงานพื้นฐานของระบบ โดยทั่วไปแล้วเมล็ดไมโครจะมีความยืดหยุ่นและง่ายต่อการออกแบบและดีบักมากกว่าเมล็ดแบบเสาหิน แต่อาจช้ากว่าและมีประสิทธิภาพน้อยกว่า

ทุกระบบปฏิบัติการ ไม่ว่าจะเป็น Windows, Mac, Linux หรือ Android จะมีโปรแกรมพื้นฐานที่เรียกว่า แกน ซึ่งทำหน้าที่เป็น 'เจ้านาย' ของระบบทั้งหมด นี่คือหัวใจของ OS! เคอร์เนลเป็นเพียงโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ควบคุมทุกอย่าง ทุกสิ่งที่เกิดขึ้นบนคอมพิวเตอร์จะต้องผ่านมันไป ในโพสต์นี้ เราจะพูดถึงเคอร์เนลในระบบปฏิบัติการและเคอร์เนลประเภทต่างๆ

เคอร์เนลใน OS คืออะไร

ตอนนี้เรารู้แล้วว่านี่เป็นโปรแกรมหลักในระบบปฏิบัติการ เราควรรู้ด้วยว่านี่เป็นโปรแกรมแรกที่โหลดหลังจาก bootloader จากนั้นจะทำการเจรจาทั้งหมดระหว่างฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์หรือแอปพลิเคชัน ดังนั้น หากคุณเรียกใช้โปรแกรม ส่วนติดต่อผู้ใช้จะส่งคำขอไปยังเคอร์เนล จากนั้นเคอร์เนลจะส่งคำขอไปยัง CPU หน่วยความจำ เพื่อกำหนดพลังการประมวลผล หน่วยความจำ และสิ่งอื่นๆ เพื่อให้แอปพลิเคชันสามารถทำงานได้อย่างราบรื่นที่ส่วนหน้า

คุณสามารถคิดว่าเคอร์เนลเป็นตัวแปล โดยจะแปลคำขอ I/O จากซอฟต์แวร์เป็นชุดคำสั่งสำหรับ CPU และ GPU พูดง่ายๆ คือเป็นเลเยอร์ระหว่างซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ที่ทำให้ทุกสิ่งเป็นไปได้ เคอร์เนลจัดการสิ่งต่อไปนี้:

1. ซีพียู/จีพียู
2. หน่วยความจำ
3. I/O หรืออุปกรณ์ I/O
4. การจัดการทรัพยากร
5. การจัดการหน่วยความจำ
6. การจัดการอุปกรณ์
7. การโทรของระบบ

กระบวนการของผู้ใช้สามารถเข้าถึงพื้นที่เคอร์เนลโดยใช้การเรียกระบบเท่านั้น หากโปรแกรมพยายามเข้าถึงโดยตรง จะทำให้เกิดข้อผิดพลาด

เครื่องตรวจจับ keylogger windows 10

การรักษาความปลอดภัยและการป้องกันเคอร์เนล

เคอร์เนลยังปกป้องฮาร์ดแวร์อีกด้วย หากไม่มีการป้องกัน โปรแกรมใดๆ จะสามารถทำงานใดๆ บนคอมพิวเตอร์ได้ รวมถึงทำให้คอมพิวเตอร์ของคุณเสียหาย ข้อมูลเสียหาย เป็นต้น

ในคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ การรักษาความปลอดภัยถูกนำมาใช้ในระดับฮาร์ดแวร์ ตัวอย่างเช่น Windows จะไม่โหลดไดรเวอร์ที่ไม่ได้มาจากแหล่งที่เชื่อถือได้และได้รับการรับรองด้วยลายเซ็น Secure Boot และ Trusted Boot เป็นตัวอย่างคลาสสิก

ไซต์นี้ไม่สามารถเข้าถึง windows 10 ได้

การบูตที่ปลอดภัย: นี่คือมาตรฐานความปลอดภัยที่พัฒนาโดยอุตสาหกรรมพีซี ช่วยปกป้องระบบของคุณจากมัลแวร์โดยป้องกันไม่ให้แอปพลิเคชันที่ไม่ได้รับอนุญาตทำงานระหว่างการเริ่มต้นระบบ คุณสมบัตินี้ช่วยให้แน่ใจว่าคอมพิวเตอร์ของคุณบู๊ตโดยใช้ซอฟต์แวร์ที่ผู้ผลิตพีซีเชื่อถือเท่านั้น ดังนั้น เมื่อใดก็ตามที่คอมพิวเตอร์ของคุณเริ่มทำงาน เฟิร์มแวร์จะตรวจสอบลายเซ็นของซอฟต์แวร์บู๊ตทุกชิ้น รวมถึงไดรเวอร์เฟิร์มแวร์ (ROM เสริม) และระบบปฏิบัติการ หากลายเซ็นได้รับการยืนยัน คอมพิวเตอร์จะบู๊ตและเฟิร์มแวร์จะผ่านการควบคุมไปยังระบบปฏิบัติการ

บูตที่เชื่อถือได้: มันใช้เสมือน โมดูลแพลตฟอร์มที่เชื่อถือได้ (VTPM) เพื่อตรวจสอบลายเซ็นดิจิทัลของเคอร์เนล Windows 10 ก่อนทำการบู๊ต ในทางกลับกัน จะยืนยันองค์ประกอบอื่นๆ ทั้งหมดของกระบวนการเริ่มต้น Windows รวมถึงไดรเวอร์สำหรับบูต ไฟล์เริ่มต้น และ ELAM หากไฟล์ถูกแก้ไขหรือดัดแปลงในทางใดทางหนึ่ง ตัวโหลดจะตรวจพบและปฏิเสธที่จะโหลด โดยพิจารณาว่าเป็นส่วนประกอบที่เสียหาย กล่าวโดยย่อคือให้ห่วงโซ่ความไว้วางใจสำหรับองค์ประกอบทั้งหมดในขณะโหลด

ประเภทของเคอร์เนลคืออะไร

คอร์ยังสามารถสื่อสารกับฮาร์ดแวร์ผ่านสายที่ปลอดภัย ด้วยวิธีนี้ บริษัทต่างๆ สามารถพัฒนาเคอร์เนลที่สามารถโต้ตอบกับฮาร์ดแวร์ของตนได้โดยใช้ชุดปุ่ม ยกตัวอย่างเช่นเครื่องซักผ้า ขึ้นอยู่กับลูกบิดที่คุณกำลังเคลื่อนไหวและเวลาที่ตั้งไว้ - ระดับเคอร์เนลพื้นฐานก็เพียงพอแล้ว อย่างไรก็ตาม เคอร์เนลเองมีความซับซ้อนมากขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป ส่งผลให้เคอร์เนลเป็นประเภทต่างๆ

1. แกนเสาหิน: ที่นี่ ทั้งระบบปฏิบัติการและเคอร์เนลทำงานในพื้นที่หน่วยความจำเดียวกันและเหมาะสมในกรณีที่ความปลอดภัยไม่สำคัญ ส่งผลให้เข้าถึงได้เร็วขึ้น แต่ถ้ามีข้อบกพร่องในไดรเวอร์อุปกรณ์ ระบบทั้งหมดจะหยุดทำงาน
2. ไมโครนิวเคลียส: นี่เป็นเวอร์ชันที่ลดลงของ Monolithic Kernel ซึ่งตัวเคอร์เนลสามารถทำงานได้ส่วนใหญ่ และไม่จำเป็นต้องมี GUI เพิ่มเติม ควรใช้เมื่อไม่มีความปลอดภัยและความล้มเหลวของระบบหรือจะไม่เกิดขึ้น
3. แกนไฮบริด: แกนนี้เป็นสิ่งที่เราเห็นมากที่สุด Windows, macOS จาก Apple พวกมันเป็นส่วนผสมของเคอร์เนลเสาหินและไมโครเคอร์เนล มันลบไดรเวอร์แต่เก็บบริการระบบไว้ในเคอร์เนล - คล้ายกับการโหลดไดรเวอร์เมื่อ Windows เริ่มกระบวนการบู๊ต .
4. นาโนคอร์: หากคุณต้องการมีเคอร์เนล แต่คุณลักษณะส่วนใหญ่สามารถกำหนดค่าได้จากภายนอก สิ่งนี้จะชัดเจน
5. เอ็กโซหลัก: เคอร์เนลนี้มีการป้องกันกระบวนการและการจัดการทรัพยากรเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ส่วนใหญ่จะใช้เมื่อคุณทดสอบโปรเจ็กต์ของคุณเองและกำลังจะย้ายไปยังประเภทเคอร์เนลที่ดีกว่า

แกนหลักเป็นมากกว่าสิ่งที่เราพูดถึง เมื่อคุณเจาะลึกลงไป คำจำกัดความของเคอร์เนลจะกว้างขึ้นและลึกขึ้น

เราหวังว่าโพสต์นี้จะเข้าใจง่ายและจะช่วยให้คุณเข้าใจพื้นฐาน