FreeBSD服务器的安装与优化（上）

对于许多电脑用户来说，FreeBSD还是一个比较陌生的系统。本文将以FreeBSD 4.7 Release为例，一步一步地带您安装一份完整的FreeBSD操作系统。

　　安装前的准备

　　FreeBSD对于系统的硬件适应能力比较强(相比Linux可能稍差，特别是对于新的显示卡的支持；但对于服务器常用的硬件，包括SCSI设备的支持是相当完善的)。IA平台的多数处理器，下至386，上至Pentium-4及其兼容的CPU，都能够运行FreeBSD。为了有效地安装、运行FreeBSD，我个人推荐安装FreeBSD的系统至少要有2GB的剩余硬盘空间，以及至少64MB内存。这样配置的电脑在今天是很容易找到的。考虑到FreeBSD一般都被配置作为服务器使用，上面的配置要求显然是很容易做到的。

　　对于服务器来说，双启动是不合适的(服务器往往要求持续、长时间工作，而切换操作系统无疑需要停止服务。此外，双启动的系统稳定性比较差，某个操作系统的崩溃很可能破坏另一个操作系统)。FreeBSD支持和其他操作系统并存、并在开机时通过菜单选择使用的操作系统，但我个人非常反对以这种方式使用FreeBSD。

　　那么，让我来从头到尾地安装一台FreeBSD服务器，并说明FreeBSD的安装。为了安装FreeBSD，我准备了这样一台电脑：

　　CPU: Pentium II-233, 内存64MB, 硬盘(IDE)6GB, PS/2键盘、鼠标，20x光驱、无软驱、RealTek8139网卡(TP-LINK)。

　　上述配置在今天是很容易做到的。当然，就服务器而言，这个配置确实惨了点，不过FreeBSD在上面运行，并承担数据库、动态网页等服务是完全没有问题的。

　　首先是准备FreeBSD的安装盘。FreeBSD有许多种安装方式，最简单易行的方式就是使用光盘安装；不过尽管如此，在没有软驱、光驱的计算机上也是可以通过BOOTP服务采用远程引导的方式来安装的。考虑到这种情况比较少见(笔者曾经在一台没有软驱、光驱的计算机上成功安装过FreeBSD，但方法是将硬盘挂接在另一台计算机上，而不是通常的BOOTP)，在此不介绍。

　　为了安装FreeBSD，我准备了一张空的CD-R。安装FreeBSD最少只需要2张1.44MB的空白软盘(其余文件使用FTP获得)，而安装FreeBSD只需要第一张光盘就够了。除非你的计算机很慢，或无法接入Internet，否则一般情况只需要下载第一张光盘的镜像。由于网络中心的FTP上提供了FreeBSD 4.6全部四张光盘的镜像，以及4.6.2的前两张光盘，因此我直接下载并刻了后者的第一张光盘。

　　打开计算机，进入BIOS Setup。在其中选择让计算机从光盘启动(这是关键步骤，虽然FreeBSD也可以从DOS环境中启动安装过程，但那可能会有一些问题)、禁用一切用不到的设备，包括串口、并口、软驱控制器(这么做主要是为了提高性能，因为外围设备可能会向主机发送中断请求，而用不到的设备发送请求除了浪费CPU的时间之外没有什么其他作用)。

　　FreeBSD安装光盘上的系统使用的是GENERIC内核，这个内核可以适应绝大多数系统的情况。当然，正如他的名字“GENERIC(通用)”，这也带来的较低的性能，例如，这个内核不能够发挥双CPU的能力，等等。不过既然安装过程只会进行一次，我们也不必过分地在意它。

　　安装光盘启动(对于软盘启动来说，是根据提示将两张软盘的内容全部加载到内存中)完成后，首先出现的是配置内核。

　　配置内核通常不是必需的，因为FreeBSD能够自动识别硬件。然而，如果你的硬件配置比较特殊(例如，有两块网卡，使用特殊的IRQ，比较古老，等等)，那么可能需要手工配置一下内核。对于绝大多数情况来说，只要删除那些用不到的设备，就能够正常完成FreeBSD的安装；如果你对于自己的硬件不熟悉，这一过程甚至可以跳过。

　　我个人比较喜欢删除不用的设备，于是选择Visual方式，将不需要的设备统统删除。最后，按Q保存配置，进入FreeBSD的安装程序sysinstall(8)。

　　FreeBSD基本系统的安装

　　作为一个服务器管理员，经常性的服务器软件更新是必不可少的。FreeBSD提供了非常便捷的升级方式——cvsup，它可以从FreeBSD中央cvsup服务器，或某个cvsup镜像上获取FreeBSD的部分或全部源代码，而且，它只下载那些修改过的源代码，并且可以根据需要选择适合你的版本(使用-STABLE可以提供较好的稳定性以及操作系统的最新特性，多数管理员都会选择这个；使用-RELEASE能够获得成熟产品的品质，尽管话是这样说，但实际上选择这一分支的人很少；使用-CURRENT的用户主要是参与FreeBSD开发的人员，这个分支包含了所有即将进入-STABLE分支的新特性，但不要指望这个分支能够提供必要的稳定性保证，也不要指望它能够带来很好的性能，但所有的安全问题都是首先在这个分支内修正的。我将在后面详细介绍这些)。

　　一旦最初的内核配置完成，它就会立即启动，并根据配置文件启动sysinstall(8)。我们将看到一个标准的文字模式配置界面，这有点类似于早期Visual Basic For MS-DOS编写的应用程序的界面。

　　选择Standard进入标准的FreeBSD安装过程。首先是对磁盘进行分区。

　　FreeBSD对于磁盘的管理和Windows有比较大的差别。一个磁盘上通常有一个Partition就够了，而一个Partition又可以分成若干个slice，并加以标记(label)。实际上，FreeBSD的slice基本上可以等同于Windows的磁盘分区，或卷的概念。

　　为了保证与FreeBSD共存的系统能够启动，默认情况下FreeBSD会保留一部分磁盘空间(64 cyl)。对于单一操作系统的计算机来说，这是完全没有必要的。分区时按Shift+F可以选择不使用这个特性，不过这种情况下，除了彻底毁掉这套FreeBSD之外，恐怕就没有其他方法能够从这块硬盘上引导其他操作系统了。为了完全使用磁盘空间，我选择了不保留预留空间。



　　随后是在这个Partition上创建slice。和Linux的情况类似，FreeBSD也使用单独的交换区。这种设计可以避免碎片，也防止了对文件系统的影响，性能较好。通常情况下交换分区是内存的2-2.5倍，这足以应付日常的突发事件。/var用于保存那些不在集群中共享的文件，/tmp用来保存临时文件，而/usr用来保存那些需要在集群中同步的文件。/就不用说了，它保存的是启动系统需要的文件。

　　通常给/分配的空间是128MB，/tmp和/var各256MB，剩下的都分给/usr。不过也有例外，如果打算做一个大型的邮件系统，则/var要大一些(通常邮件系统依赖/var来保存邮件)。当然，各个slice可以mount到不同的地方(例如，你可以把曾经的/usr变成/var)，不过最开始配置好可以减少很多麻烦。



　　当然，偷懒的方法也是有的。在没有slice，或没有完全配完slice的情况下按A，系统会给出一组(或对剩下的label)默认的配置。如果你打算单纯提供Web+数据库这样的服务，完全可以直接接受这组配置。

　　从FreeBSD 4.x开始，ufs支持了一个叫做SoftUpdates的技术。SoftUpdates的主要设计目标是提高文件系统性能。除了/所在的slice之外，所有的ufs slice都应打开SoftUpdates，这样对于提高系统整体性能很有好处。(/虽然也是ufs slice，但打开SoftUpdates会造成系统不稳定——FreeBSD文档如此警告，而笔者确实也吃过这个亏。不过，由于/的内容不需要经常变化，不打开SoftUpdates和打开了SoftUpdates几乎没有性能上的差别) 。SoftUpdates可以随时通过tunefs(8)来打开或关闭。在label(8)程序中，打开SoftUpdates的标志是文件系统显示为ufs+s。

　　之后是选择安装介质和要装的Distribution。它提供了几组常见的情况。Minium安装最小系统，包括一些基本的Unix程序。Developer包括了一些开发工具；X-Developer和Kernel-Developer分别是X和内核开发人员用的。此外还有可选的ports，它可以帮助我们来安装应用程序。

　　当然，偷懒的方法也是有的。在没有slice，或没有完全配完slice的情况下按A，系统会给出一组(或对剩下的label)默认的配置。如果你打算单纯提供Web+数据库这样的服务，完全可以直接接受这组配置。

　　从FreeBSD 4.x开始，ufs支持了一个叫做SoftUpdates的技术。SoftUpdates的主要设计目标是提高文件系统性能。除了/所在的slice之外，所有的ufs slice都应打开SoftUpdates，这样对于提高系统整体性能很有好处。(/虽然也是ufs slice，但打开SoftUpdates会造成系统不稳定——FreeBSD文档如此警告，而笔者确实也吃过这个亏。不过，由于/的内容不需要经常变化，不打开SoftUpdates和打开了SoftUpdates几乎没有性能上的差别) 。SoftUpdates可以随时通过tunefs(8)来打开或关闭。在label(8)程序中，打开SoftUpdates的标志是文件系统显示为ufs+s。

　　之后是选择安装介质和要装的Distribution。它提供了几组常见的情况。Minium安装最小系统，包括一些基本的Unix程序。Developer包括了一些开发工具；X-Developer和Kernel-Developer分别是X和内核开发人员用的。此外还有可选的ports，它可以帮助我们来安装应用程序。

　　我通常使用的是Custom(定制安装)，不安装源代码、ports(因为这些可以从cvsup同步得到最新的，安装一遍浪费时间)，只安装XFree86(主要是为了运行cvsup，因为编译不需要X的cvsup需要很长时间，而且很多其他的东西，如php要用到的gd等等，需要XFree86的库文件的支持)、基本系统以及一部分库文件。当然，您也可以根据需要选择安装其他组件。

　　完成之后系统就开始安装了。注意，一旦安装开始，所有前面做的分区、建立文件系统等操作就结结实实地写到了硬盘上，再没有反悔的机会了。如果您的硬盘上包含重要数据，那么请在这之前备份。

　　根据计算机速度的不同，这个过程可能持续10分钟到数小时不等。在此过程中，除了光盘或硬盘出问题之外，基本上不会出现节外生枝的情况。按Alt+F2可以切换到用于调试sysinstall(8)的控制台，Alt+F4可以切换到一个命令行控制台，这些都是调试FreeBSD安装过程，或应付紧急情况的，通常用不到。

　　全部系统文件安装完成之后，sysinstall(8)会给出一个祝贺画面。同时，它也告诉你如何在以后运行sysinstall(8)进行其他操作，如配置等等。实际上，在FreeBSD中sysinstall(8)基本上相当于Windows控制面板的作用。

　　随后可以根据自己的情况配置网络、设置时区、显示字体、XWindow等等，并且创建新的用户(FreeBSD中的内建管理员叫做root，但由于它拥有一切特权，因此完全靠它来做日常工作有时会不太方便，笔者自己就曾不慎以root身分删除了modules，然后战战兢兢地重新编译内核)。



　　FreeBSD安装盘上还提供了一些packages。这些packages是预先遍一号的应用程序。对于一台拥有很好的Internet连接的、速度足够快的机器来说，并不需要安装packages(KDE和X除外，编译它们各需要花上一天一夜的功夫)。这台机器速度还称不上“足够快”，所以我安装了cvsup，它在devel中。



　　到目前为止，我们已经安装了FreeBSD的基本系统。由于FreeBSD基本系统中包括很多库文件，并且，这些库文件可能已经被发现存在问题，因此现在立刻安装应用程序或服务(如Apache等等)是不合适的。此后我们将讲解FreeBSD的在线升级(cvsup)、应用程序的安装，以及优化。

　　更新FreeBSD

　　完成了安装、配置，FreeBSD基本上就算装完了。不过，目前为止没有哪个通用操作系统能够保证“bug-free”，FreeBSD也一样。在重新启动之后，我们需要做一些调整；并且，通过重新配置内核，我们可以得到一个更小、更快的操作系统。

　　第一步要做的是同步源代码。FreeBSD是一套开放源代码的操作系统，它的全部源代码都可以通过cvsup与中央cvsup服务器，或它的某个镜像同步。

　　cvsup是一个可选的package，同样的，它也可以从ports里面安装(/usr/ports/devel/cvsup和/usr/ports/devel/cvsup-nogui)。考虑到许多应用程序都依赖X的库文件，在前面安装的部分我安装了它，并且直接安装了cvsup的package。不过，如果你有足够的耐心去一个一个地make需要的ports，那么先安装ports collection，然后make cvsup-nogui也是一个不错的主意，尽管这需要比较长的时间。

　　创建一个用于cvsup(1)的supfile，命名为stable-supfile：

　　(default host中选定的cvsup服务器——ftp.bjpu.edu.cn对访问的IP进行了限制，笔者只在北京工业大学校内使用过，因此如果您无法连接这个服务器，请尝试，或cvsup.freebsd.org)

*default host=ftp.bjpu.edu.cn
*default base=/usr
*default prefix=/usr
*default release=cvs tag=RELENG_4
*default delete use-rel-suffix
src-all
ports-all tag=.

　　随后执行

　　cvsup -g -L 2 stable-supfile

　　这里需要稍微解释一下FreeBSD的几种版本。

　　FreeBSD包括3类分支：-RELEASE，-STABLE和-CURRENT。FreeBSD 3.x、4.x和5.0是目前受到维护的版本，如果你期待稳定运行，那么，可以选择的最新版本将是FreeBSD 4.6-STABLE(如果你是在4.6.2-RELEASE发行之后更新的，那么它实际上比4.6.2-RELEASE新，并且，它正式的CVS tag是RELENG_4，即FreeBSD 4-STABLE)。

　　那么，三类分支有什么区别呢？

　　FreeBSD的开发是非常活跃的。系统中可能会随时引入一些新的特性。最新的代码是在-CURRENT分支中引入的。-CURRENT的修改非常频繁，每天都可能有数百处修改。使用-CURRENT分支的FreeBSD需要耐心和勇气，因为你的系统随时可能崩溃(随着FreeBSD 5.0开发尾声的接近，这种现象已经越来越少)，make world也可能空手而归(没有人保证-CURRENT分支能够正常编译)，此外，这个分支的性能也不好(因为调试的原因，这个分支引入了大量的调试选项，这意味着运行速度不会太快)。当然，正像它的名字那样，-CURRENT分支的版本也是最新的5.0，而且，一切FreeBSD的错误和漏洞的修正都是首先在-CURRENT分支引入的。目前，-CURRENT分支硕果仅存的只有FreeBSD 5-CURRENT(指定cvs tag时写“.”)，这个分支包括了FreeBSD 5.0开发的最新进展。

　　FreeBSD 5中将引入大量的新特性，包括核心级线程(目前FreeBSD中的线程支持仅限于用户级线程，这在多处理器的环境下性能不够好，当然，目前使用fork()来支持的多进程线程模拟能够提供类似核心级线程的功能，但并不是所有的程序员都知道如何使用fork)、完整的Soft Updates(这一变化将提供更好的文件系统性能，同时提供更好的稳定性)，等等。如果你有快速的Internet连接，一台或一些空余的机器(当然，不是生产用的服务器)，并且希望为FreeBSD的开发作贡献，或者你关心操作系统的最新发展，那么，-CURRENT分支是最好的选择。

　　此外，由于-CURRENT分支性能不好、稳定性不够等这些缺点，对于生产的服务器来说，通常运行的应该是FreeBSD-STABLE。如同它的名字那样，FreeBSD-STABLE的目的是“稳定地运行”。-CURRENT分支中的代码，在经过一段时间(通常是7到90天，但安全更新属于特例，通常会在几个小时)的验证之后，符合版本条件(有些新特性只能用于FreeBSD 5.0)的代码会被FreeBSD-STABLE吸收，这个操作称作MFC(Merge From -CURRENT，不是Microsoft Foundation Classes:P)。

　　由于FreeBSD 5.0的第一个RELEASE至今仍然没有发布，因此，目前还没有5.0-STABLE。目前，FreeBSD-STABLE有两个版本，FreeBSD 3-STABLE和FreeBSD 4-STABLE，分别对应3.x和4.x的最新稳定版代码(对应的cvs tag分别是RELENG_3和RELENG_4)。由于版本的更新换代，其中3.x的-STABLE正在逐渐消亡。FreeBSD-STABLE每天平均会修改10个左右的文件。

　　每隔一段时间，FreeBSD的发行工程组(Release Engineering Team)会对FreeBSD-STABLE的源代码树进行锁定。这段时间(目前的规定是30天，之前还有30天准备)内，所有的MFC操作都需要发行工程组的批准，因此，FreeBSD-STABLE在这个阶段基本不会引入任何新的特性。经过这段时间之后，发行工程组会在最后锁定ports树，并build一份所有的package，之后，这份锁定的-STABLE，可能经过若干RC(Release Candidate)，被命名为RELEASE，并制作光盘发行。

　　顾名思义，-RELEASE的设计目标是“发行”。一个版本一旦RELEASE，那么他的功能就不会再增加了。此后的所有维护的目标都只有一个，那就是绝对稳定。如果你和-RELEASE分支同步，那么绝不会出现make无法通过的情况，而且，通常这也可以保证你的系统“绝对”稳定，因为它不会引入任何新功能(例如，4.6就是4.6，如果你想要4.6.2的功能，必须明确地指定4.6.2)。

　　目前，FreeBSD有很多RELEASE版本，它们的cvs tag如下。我个人建议使用最新的4.6.2-RELEASE。

　　对于多数人来说，-RELEASE是一个比较极端的选择。无论何时出现版本升级，如果你想跟进，那都必须修改supfile，如果你选择不跟进，那么就可能造成ports工作异常。如果经常更新，-RELEASE可以保证操作系统本身的安全性，但同其他分支一样，如果ports出了问题，那么也得一块make，而既然这样，还不如使用-STABLE。

　　如果你符合下面的条件，那么RELEASE分支可能比-STABLE分支更适合你

• 你使用的软件对于操作系统的变化非常敏感，比如，它只能FreeBSD 4.5，而无法在4.6上运行；同时，你不打算采用它的更新版本，或者它的作者拒绝更新
• 操作系统的更新对于你来说没有任何意义，比如，你打算把FreeBSD当作一个相对固定的嵌入式操作系统来使用，例如，作为防火墙的一部分
• 更新会对你造成困扰，操作系统的绝大多数新特性对于你来说除了增加烦恼之外，不能带来任何其他东西。

-并且，符合以下的全部条件-

• 你每天察看FreeBSD，以及使用的全部软件的安全公告
• 你的Internet连接比较通畅

　　目前我本人维护的所有主机，除了作为防火墙的那台之外，使用的都是FreeBSD-STABLE。

　　一旦同步完源代码，就应该对整个系统进行更新。如果你没有每天察看安全公告的习惯，那就应该关心一下cvsup到底更新了哪些代码。nectar是目前FreeBSD的Security Officer。如果你发现他一下子更新了许多代码，那么对你来说立即make world和kernel很可能是必需的。

　　为了更新整个系统，在/usr/src中执行

　　make world

　　以及

　　make kernel KERNCONF=内核配置文件名

　　当然，也可以连起来执行：

　　make world kernel KERNCONF=内核配置文件名

　　如果你的计算机运行速度较慢，那么，对于基本系统的更新(相当于不包括库的一次world)，可以用

　　make most

　　替代make world，但make world是一个不错的主意，因为它能够保证对C运行环境的改变应用到所有的程序中，如果修正的不是动态连接的C函数库，那么make world可以保证代码的一致性。

　　make kernel是一个需要重新启动的操作。如果你的make world修改了系统的关键服务，那么最好也重新启动一下。我很少有耐心看完make world和kernel的执行，根据系统的运行速度不同，这需要一个小时到一天的时间，而且，不是所有的SSH客户端都能够长时间正确的执行，例如，SecureCRT的多个版本都有内存泄漏问题。

　　为了解决这个问题，我用下面的命令来完成更新：

　　make world kernel KERNCONF=内核配置文件名 clean > /var/log/world,out && reboot &

　　这个命令能够记录更新的全过程，如果在什么地方编译失败，你可以很快地找到原因。对于多数人来说，由于后面的&&，只需要察看uptime就能知道便以是否成功。

　　需要说明的是，FreeBSD的make world并不总能成功。有时需要修改一些环境变量才能成功完成make。为了保证make成功，在/usr/src中执行任何make操作之前，建议你看一眼UPDATING中是否有特殊的要求(这种要求并不是在FreeBSD Release的时候才会出现，很多时候他会在某个CURRENT中引入，然后随着MFC进入-STABLE分支)，并且，在进行大的版本升级之前(跨RELEASE，甚至主版本号)，首先执行下面的命令

　　mergemaster -p

　　并在make world之后执行

　　mergemaster -i

　　运行mergemaster脚本需要一定的Unix配置知识，不过，由于配置文件中包含很多帮助信息，因此，只要master.passwd、group这样的文件不出大问题(如果cvsup更新了master.passwd，那么就需要留神，因为master.passwd标准配置是root口令为空，这时需要用m来合并，而不是使用i安装)，mergemaster并不会引入什么新的问题。

　　前一条命令是更新make的配置(/etc/defaults/make.conf和/etc/make.conf)。对于多数人来说，除非进行跨版本升级，否则一般情况下是不需要这样做的。后一条命令是同步全部配置，并安装以前不存在的配置文件，而不进行提示。

　　笔者曾经遇到过FreeBSD因为系统日期不正确而无法make的情况，因此，再次特别提醒大家，如果你的系统日期不正确，最好是用date命令修改一下，或者干脆用ntpdate或ntpd来同步时间。关于如何使用ntp，将在以后说明。

　　以后我们将讲解FreeBSD内核的配置，以及如何配置make.conf来优化FreeBSD的编译结果。