Linux-Distributionen sind Betriebssysteme, die auf dem Linux-Kernel basieren und eine Vielzahl von Anwendungen und Diensten enthalten. Immutable oder auch transaktionale Linux-Distributionen und klassische Linux-Distributionen unterscheiden sich in ihrer Herangehensweise an Software-Updates und -Verwaltung. In diesem Vergleich werden die wichtigsten Unterschiede zwischen den beiden Ansätzen hervorgehoben.
Definition und Grundprinzipien
Klassische Linux-Distributionen folgen einem etablierten Modell der Softwareverwaltung. Sie basieren auf einem festgelegten Betriebssystem-Abbild, das auf dem Speichermedium installiert wird. Diese Distributionen bieten regelmäßige Aktualisierungen, um Sicherheitslücken zu schließen, Softwarefehler zu beheben und neue Funktionen einzuführen. Die Updates werden von den Entwicklern oder der Linux-Community bereitgestellt und von den Benutzern über Paketmanager wie APT (Advanced Package Tool), DNF (Dandified Yum), Pacman oder Zypper verwaltet. Benutzer können einzelne Softwarepakete aktualisieren oder das gesamte Betriebssystem auf eine neuere Version aktualisieren. Der Vorteil dieses Ansatzes liegt in der Flexibilität, da Benutzer ihre Systeme anpassen können, um ihren spezifischen Anforderungen gerecht zu werden.
Transaktionale Linux-Distributionen haben ein grundlegend anderes Konzept der Softwareverwaltung. Hier wird das Betriebssystem nur einmalig konfiguriert und installiert, wobei sämtliche Systemkomponenten in einem nicht veränderbaren Zustand gehalten werden. Das bedeutet, dass nach der Installation des Betriebssystems keine direkten Änderungen am System vorgenommen werden können. Statt einzelne Pakete zu aktualisieren, wird ein Schnappschuss des Systems inkl. der notwendigen Aktualisierungen und Patches erstellt. Die Benutzer müssen um die neuesten Funktionen und Sicherheitsupdates zu erhalten, das System dann durchstarten. Der Vorteil dieses Ansatzes liegt in der Konsistenz und Sicherheit des Systems, da es dank gesicherter Schnappschüsse immer in einem bekannten Zustand bleibt und das Risiko von Fehlkonfigurationen oder unerwünschten Änderungen minimiert wird. In transaktionalen Distributionen ist das Hauptverzeichnis, also das Root Verzeichnis schreibgeschützt. Änderungen werden wie Transaktionen behandelt. Das BtrFS Dateisystem kommt bei transaktionalen Distros zum Einsatz, da es durch seine Fähigkeit rückrollbare Schnappschüse zu ermöglichen ein Kern Feature für immutable Distros bietet. Das hilft dabei, zu einer vorherigen Version zurückzukehren, wenn es Probleme gibt.
Aktualisierungen und Patches
In klassischen Distributionen werden regelmäßig Softwareupdates veröffentlicht, um Sicherheitslücken zu beheben und neue Funktionen einzuführen. Die Benutzer haben die Möglichkeit, die Updates entweder manuell über den Paketmanager oder automatisch über entsprechende Dienste einzuspielen. Dadurch behalten die Benutzer die Kontrolle über die Aktualisierungen und können einzelne Softwarepakete nach Bedarf aktualisieren. Diese Flexibilität kann jedoch auch zu Problemen führen, wenn Benutzer Aktualisierungen verzögern oder auslassen, da dadurch das Sicherheitsrisiko steigt.
In Immutable Distributionen gibt es keine direkten Aktualisierungen. Stattdessen wird vom bestehenden System ein Schnappschuss erstellt, der mit den verfügbaren Patches aktualisiert wird. Das bisherige System bleibt als zusätzlicher Schnappschuss erhalten nach einem Neustart. Dieser Ansatz gewährleistet, dass das System immer in einem bekannten und zuverlässigen Zustand ist. Wenn eine neue Version gestartet wird, enthält sie alle notwendigen Aktualisierungen und Sicherheitspatches. Obwohl dieses Konzept eine hohe Konsistenz und Sicherheit gewährleistet, erfordert es auch mehr Aufwand bei der Wartung und Aktualisierung des Systems.
Die Installation von Updates bei transaktionalen Distors ist einfach und schnell. Zusätzlich existiert auch eine spezielle Rollback-Funktion, falls etwas schief geht. Außerdem können Nutzer wählen, ob sie immer mehrere Versionen Ihres Betriebssystems installiert haben möchten und Sie können wählen, welche Version beim Starten Ihres Systems gestartet werden soll.
Bei transaktionalen Distros wird dies in verschiedene Teile gesplittet, die anhand des Beispiels Fedora Silverblue wie folgt aussehen:
- libostree checkt eine Kopie des Dateisystemobjekts aus dem Repository aus
- DNF installiert Pakete in diese Kopie
- libostree checkt die Kopie als neues Objekt ein
- ibostree checkt die Kopie aus, um das neue Dateisystem zu werden
- Neustart des Systems um die neuen Systemdateien zu übernehmen
Betriebssystem-Updates sind vollständig in den Desktop integriert. Die Nutzer werden automatisch benachrichtigt, wenn ein Update verfügbar ist. Standardmäßig wird das Update automatisch heruntergeladen (dies kann in den Update-Einstellungen unter Software geändert werden).
Sobald ein Update verfügbar ist, muss nur noch einen Neustart durchgeführt werden, um die neue Version zu verwenden. Während dieses Neustarts muss nicht gewartet werden, bis das Update installiert ist. Im Grundgedanken konfigurieren die transaktionalen Distros die Update so, sodass diese automatisch im Hintergrund eingespielt werden. Der Job des Nutzers ist es das System regelmäßig durchzustarten, um die entsprechenden Updates zu erhalten.
Sicherheit
Die Sicherheit klassischer Distributionen hängt stark davon ab, wie schnell und regelmäßig Benutzer die verfügbaren Updates einspielen. Wenn Sicherheitspatches verzögert oder gar nicht installiert werden, kann das System anfällig für Angriffe und Exploits sein. Auch die Verwendung von Software aus unsicheren Quellen kann das Sicherheitsrisiko erhöhen. Da die Benutzer die Möglichkeit haben, das System anzupassen und Software hinzuzufügen, besteht auch das Risiko von Konfigurationsfehlern oder Paketkonflikten, die die Sicherheit beeinträchtigen könnten.
Immutable Distributionen bieten in der Regel eine höhere Sicherheit, da das Betriebssystem immer in einem bekannten und unveränderlichen Zustand bleibt. Da keine direkten Änderungen am System vorgenommen werden können, ist das Risiko von Fehlkonfigurationen oder unerwünschten Änderungen minimiert. Wenn Sicherheitspatches veröffentlicht werden, müssen diese für das neu zu erstellende Betriebssystemabbild herunterladen und installieren werden, um die neuesten Updates zu erhalten. Anschließend ist ein Neustart nötig. Dadurch wird das Sicherheitsrisiko reduziert, da das System immer in einem bekannten und gepatchten Zustand ist.
Rollbacks
Klassische Distributionen unterstützen Rollbacks, wenn nach einem Update Probleme auftreten. Benutzer können zu einer früheren Version eines Pakets oder sogar des gesamten Betriebssystems zurückkehren, um Stabilitätsprobleme zu lösen. Dies ist nützlich, wenn ein Update unerwartete Probleme verursacht oder eine Softwarekomponente inkompatibel wird.
Da das Betriebssystem nicht direkt aktualisiert wird, ist ein Rollback in Immutable Distributionen einfach möglich. Wenn nach einem Update Probleme auftreten, müssen Benutzer das vorherige Abbild des gesamten Betriebssystems wieder starten. In transaktionalen Systemen geschieht das relevante automatisch. Wenn etwas schief geht, kehrt das System zu einer vorherigen stabilen Version zurück.
Container-Technologien
Klassische Distributionen sind gut für die Verwendung von Container-Technologien wie Docker und Podman geeignet. Diese Container laufen auf dem installierten Betriebssystem und können ihre eigenen Abhängigkeiten und Bibliotheken haben. Benutzer können Container leicht installieren und ausführen, um Anwendungen und Dienste zu isolieren.
Immutable Distributionen bieten eine konsistente und zuverlässige Umgebung für den Einsatz von Containern. Da das Betriebssystem nicht verändert wird, ist es einfacher, reproduzierbare und sichere Container-Images zu erstellen. Die Verwendung von Containern auf einem unveränderlichen Betriebssystem hilft auch, das “Container-Drift”-Problem zu minimieren, bei dem sich die Container und ihre Abhängigkeiten im Laufe der Zeit verändern und zu Inkonsistenzen führen können.
Fazit
Beim Vergleich transaktionaler und klassischer Linux-Distributionen steht die Wahl im Spannungsfeld zwischen Anpassungsfähigkeit und Benutzerfreundlichkeit. Traditionelle Distributionen sind wie ein leeres Leinwand, auf der Administratoren ihre kreativen Ideen umsetzen können. Dies ermöglicht eine maßgeschneiderte Umgebung, die perfekt den Bedürfnissen entspricht. Jedoch bringt diese Freiheit auch eine höhere Verantwortung mit sich, insbesondere bei der Handhabung von Aktualisierungen. Andernfalls kann ein selbstverschuldetes Security – Desaster drohen.
Auf der anderen Seite bieten transaktionale Distributionen eine Standardisierung und Einfachheit, die den Anforderungen von weniger erfahrenen Benutzern gerecht wird. Durch automatische Aktualisierungen und Rollbacks wird die Wahrscheinlichkeit von Fehlern minimiert, was besonders in Umgebungen wichtig ist, in denen eine hohe Verfügbarkeit erforderlich ist. Dieser Ansatz könnte jedoch für erfahrene Administratoren, die eine detaillierte Kontrolle über das System wünschen, als zu restriktiv empfunden werden. Ferner erfordern diese Systeme häufigere Neustarts, auch um kleinere Änderungen zu aktivieren. Häufigere Downtimes sollten eingeplant werden.
Die Wahl zwischen transaktionalen und klassischen Linux-Distributionen hängt also von den spezifischen Anforderungen des Nutzers oder der Organisation ab. Eine umfassende Evaluierung unter Berücksichtigung der Bedürfnisse, der Erfahrung der Administratoren und der Art der verwendeten Anwendungen ist entscheidend, um die am besten geeignete Linux-Distribution auszuwählen.
5 Comments