Системная консоль: история и современные реализации.

Введение

Интерфейс, используемый для управления компьютерами или операционными системами.

Одно из значений системной консоли, компьютерной консоли, корневой консоли, консоли оператора или просто консоли – это устройство ввода текста и отображения системных сообщений, особенно сообщений от BIOS или загрузчика, ядра, системы инициализации и системного логгера. Это физическое устройство, состоящее из клавиатуры и принтера или экрана, и традиционно представляет собой текстовый терминал, но может быть и графическим терминалом. Системные консоли обобщаются до компьютерных терминалов, которые, в свою очередь, абстрагируются виртуальными консолями и эмуляторами терминала. В настоящее время взаимодействие с системными консолями обычно осуществляется абстрактно, через стандартные потоки (stdin, stdout и stderr), но могут существовать специфические для системы интерфейсы, например, используемые ядром системы. Другое, более раннее значение системной консоли, компьютерной консоли, аппаратной консоли, консоли оператора или просто консоли – это аппаратный компонент, используемый оператором для управления оборудованием, как правило, представляющий собой комбинацию передней панели, клавиатуры/принтера и клавиатуры/дисплея.

История

До разработки алфавитно-цифровых системных консолей CRT некоторые компьютеры, такие как IBM 1620, имели консольные пишущие машинки и передние панели, а самый первый электронный компьютер с хранимой программой, Manchester Baby, использовал комбинацию электромеханических переключателей и ЭЛТ для обеспечения консольных функций — ЭЛТ отображал содержимое памяти в двоичном виде, отражая структуру RAM на основе ЭЛТ Williams-Kilburn tube. Некоторые ранние операционные системы поддерживали либо одно устройство клавиатура/принтер, либо клавиатура/дисплей для управления ОС. Некоторые также поддерживали одну альтернативную консоль, а некоторые — консоль для сохранения записи команд, ответов и других консольных сообщений. Однако к концу 1960-х годов стало обычным для операционных систем поддерживать гораздо больше трех консолей, и начали появляться операционные системы, в которых консоль представляла собой любой терминал с привилегированным пользователем, вошедшим в систему. На ранних миникомпьютерах консоль была последовательной консолью — последовательным соединением RS 232 с терминалом, таким как ASR 33 или, позднее, терминалом от Digital Equipment Corporation (DEC), например, DECWriter, VT100. Этот терминал обычно хранился в охраняемом помещении, поскольку его можно было использовать для выполнения определенных привилегированных функций, таких как остановка системы или выбор носителя для загрузки. Крупные системы среднего класса, например, от Sun Microsystems, Hewlett Packard и IBM, по-прежнему используют последовательные консоли. В крупных установках консольные порты подключаются к мультиплексорам или сетевым многопортовым последовательным серверам, позволяющим оператору подключать терминал к любому из подключенных серверов. Сегодня последовательные консоли часто используются для доступа к системам без монитора, обычно с эмулятором терминала, работающим на ноутбуке. Кроме того, маршрутизаторы, корпоративные сетевые коммутаторы и другое телекоммуникационное оборудование имеют порты последовательной консоли RS 232. На ПК и рабочих станциях подключенная клавиатура и монитор выполняют эквивалентную функцию. Поскольку кабель монитора передает видеосигналы, его нельзя значительно удлинить. Поэтому в установках с большим количеством серверов часто используются клавиатурно-видео-мультиплексоры (KVM-коммутаторы) и, возможно, видеоусилители для централизации доступа к консоли. В последние годы стали доступны устройства KVM/IP, позволяющие удаленному компьютеру просматривать видеовыход и отправлять ввод с клавиатуры через любую сеть TCP/IP и, следовательно, Интернет. Некоторые BIOS-системы ПК, особенно на серверах, также поддерживают последовательные консоли, предоставляя доступ к BIOS через последовательный порт, чтобы можно было использовать более простую и дешевую инфраструктуру последовательной консоли. Даже при отсутствии поддержки BIOS некоторые операционные системы, например FreeBSD и Linux, могут быть настроены для работы с последовательной консолью либо во время загрузки, либо после запуска. Начиная с IBM 9672, в крупных системах IBM используется консоль управления оборудованием (HMC), состоящая из ПК и специализированного приложения, вместо 3270 или последовательного соединения. Другие продукты IBM также используют HMC, например, System p. Обычно можно войти в систему с консоли. В зависимости от конфигурации операционная система может считать сеанс входа в систему с консоли более надежным, чем сеанс входа в систему из других источников.

Prior to the development of alphanumeric CRT system consoles, some computers such as the IBM 1620 had console typewriters and front panels while the very first electronic stored program computer, the Manchester Baby, used a combination of electromechanical switches and a CRT to provide console functions—the CRT displaying memory contents in binary by mirroring the machine's Williams Kilburn tube CRT based RAM. Some early operating systems supported either a single keyboard/print or keyboard/display device for controlling the OS. Some also supported a single alternate console, and some supported a hardcopy console for retaining a record of commands, responses and other console messages. However, in the late 1960s it became common for operating systems to support many more consoles than 3, and operating systems began appearing in which the console was simply any terminal with a privileged user logged on. On early minicomputers, the console was a serial console, an RS 232 serial link to a terminal such as a ASR 33 or, later, a terminal from Digital Equipment Corporation (DEC), e. g., DECWriter, VT100. This terminal was usually kept in a secured room since it could be used for certain privileged functions such as halting the system or selecting which media to boot from. Large midrange systems, e. g. those from Sun Microsystems, Hewlett Packard and IBM, still use serial consoles. In larger installations, the console ports are attached to multiplexers or network connected multiport serial servers that let an operator connect a terminal to any of the attached servers. Today, serial consoles are often used for accessing headless systems, usually with a terminal emulator running on a laptop. Also, routers, enterprise network switches and other telecommunication equipment have RS 232 serial console ports. On PCs and workstations, the computer's attached keyboard and monitor have the equivalent function. Since the monitor cable carries video signals, it cannot be extended very far. Often, installations with many servers therefore use keyboard/video multiplexers (KVM switches) and possibly video amplifiers to centralize console access. In recent years, KVM/IP devices have become available that allow a remote computer to view the video output and send keyboard input via any TCP/IP network and therefore the Internet. Some PC BIOSes, especially in servers, also support serial consoles, giving access to the BIOS through a serial port so that the simpler and cheaper serial console infrastructure can be used. Even where BIOS support is lacking, some operating systems, e. g. FreeBSD and Linux, can be configured for serial console operation either during bootup, or after startup. Starting with the IBM 9672, IBM large systems have used a Hardware Management Console (HMC), consisting of a PC and a specialized application, instead of a 3270 or serial link. Other IBM product lines also use an HMC, e. g., System p.

It is usually possible to log in from the console. Depending on configuration, the operating system may treat a login session from the console as being more trustworthy than a login session from other sources.