خانه » آلپاین لینوکس چیست و برای چه کاربردی مناسب است؟

آلپاین لینوکس چیست و برای چه کاربردی مناسب است؟

آموزش لینوکس

آنچه در مقاله می‌خوانید

در بسیاری از زیرساخت‌هایی که سرویس‌ها روی سرور یا در قالب کانتینر اجرا می‌شوند، سنگین شدن سیستم‌عامل سرعت و پایداری سیستم را کاهش می‌دهد. در چنین شرایطی حجم نصب بیشتر می‌شود، مصرف رم بالا می‌رود و راه‌اندازی سیستم هم بیشتر طول خواهد کشید. آلپاین لینوکس برای حل همین مسئله ساخته شده است. این سیستم‌عامل دارای ساختاری بسیار سبک است که با کمترین منابع اجرا شود و در عین حال امنیت و پایداری را در سطوح پیشرفته حفظ می‌کند. همین ویژگی‌ها باعث شده در سال‌های اخیر توجه بسیاری از توسعه‌دهندگان و مدیران سرور را جلب کند. در ادامه این نوشته از مجله مبین هاست، توزیع آلپاین لینوکس را کامل بررسی می‌کنیم و شیوه نصب آن را نیز بررسی خواهیم کرد.

آلپاین لینوکس چیست؟

در میان انواع توزیع های لینوکس، آلپاین لینوکس مسیر متفاوتی را دنبال می‌کند. هدف اصلی این سیستم‌عامل از ابتدا ساده بوده است؛ امنیت بالا، مصرف کم منابع و حذف بخش‌های غیرضروری. به همین دلیل ساختار آن نسبت به بسیاری از توزیع‌های رایج سبک‌تر طراحی شده است.

بیشتر توزیع‌های لینوکس بر پایه پروژه‌های بزرگی مثل Debian یا Red Hat توسعه پیدا می‌کنند. آلپاین چنین مسیری را انتخاب نکرده و با ساختاری مستقل توسعه یافته است. همین تصمیم باعث شده سیستم کوچک بماند و در عین حال عملکرد پایدار و قابل اعتمادی ارائه دهد.

اجزای اصلی Alpine

چند مولفه کلیدی در طراحی این سیستم نقش دارند که شامل موارد زیر می‌شوند و از دلایل اصلی سبک بودن این توزیع به حساب می‌آیند.

۱. musl libc

کتابخانه‌ای برای اجرای برنامه‌ها است که نسبت به گزینه‌های رایج سبک‌تر طراحی شده و تمرکز بیشتری روی امنیت دارد.

۲. BusyBox

بخش زیادی از ابزارهای رایج لینوکس در قالب یک برنامه کوچک ارائه می‌شود. همین موضوع باعث شده اندازه سیستم به شکل محسوسی کاهش پیدا کند.

۳. OpenRC

برای راه‌اندازی سرویس‌ها از این سیستم استفاده می‌شود. ساختار آن ساده است و نسبت به گزینه‌های پیچیده‌تر منابع کمتری مصرف می‌کند.

چرا آلپاین لینوکس توجه زیادی جلب کرده است؟

طراحی این سیستم از ابتدا بر پایه ساده بودن، امنیت و مصرف کم منابع شکل گرفته است. همین رویکرد باعث شده در سرورها، کانتینرها و محیط‌های ابری زیاد دیده شود.

۱. اندازه بسیار کوچک سیستم

اولین چیزی که در مورد این سیستم مطرح می‌شود حجم کم آن است. نسخه پایه سیستم بسیار کوچک است و حتی ایمیج Docker آن فقط چند مگابایت حجم دارد. در حالی که در بسیاری از توزیع‌های دیگر این عدد می‌تواند چندین برابر باشد.

همین تفاوت در عمل چند نتیجه مهم ایجاد می‌کند، از جمله موارد زیر:

دریافت و انتقال ایمیج سریع‌تر انجام می‌شود.
فضای ذخیره‌سازی کمتری مصرف می‌شود.
راه‌اندازی سیستم زمان کمتری می‌گیرد.
برای ساخت کانتینرها گزینه مناسبی محسوب می‌شود.

به دلایل فوق در بسیاری از پروژه‌هایی که چند سرویس در کنار هم اجرا می‌شوند از آن استفاده می‌کنند.

۲. توجه جدی به امنیت

بعد امنیتی از ابتدا در طراحی این سیستم در نظر گرفته شده است. برخی از قابلیت‌هایی که در ساختار آن قرار گرفته‌اند به کاهش خطر برخی حملات رایج کمک می‌کنند. از ویژگی‌های امنیتی آلپاین لینوکس می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

برنامه‌ها به صورت PIE ساخته می‌شوند تا دسترسی به حافظه برای مهاجم سخت‌تر شود.
محافظت در برابر برخی حملات مربوط به سرریز حافظه در سیستم وجود دارد.
امکان استفاده از کرنل با امنیت بالاتر فراهم شده است.

ویژگی‌های امنیتی این توزیع لینوکس باعث شده در بسیاری از پروژه‌های زیرساختی از آن استفاده شود.

۳. مصرف کم منابع

سادگی طراحی فقط باعث کوچک شدن سیستم نشده است. این موضوع روی مصرف منابع هم تاثیر گذاشته است. آلپاین برای اجرا به مقدار کمی رم نیاز دارد و فشار زیادی به پردازنده وارد نمی‌کند. مدیریت بسته‌ها نیز با ابزار apk انجام می‌شود که عملکرد سریعی دارد. در محیط‌هایی که منابع محدود هستند این موضوع اهمیت زیادی پیدا می‌کند.

۴. ساختار ساده و قابل پیش‌بینی

در طراحی این سیستم تلاش شده ابزارهای غیرضروری وارد سیستم نشوند. نتیجه چنین تصمیمی سیستمی است که رفتار آن قابل پیش‌بینی است و مدیریت آن پیچیده نمی‌شود.

تنظیمات سیستم واضح هستند و پیدا کردن مشکل در بسیاری از مواقع راحت‌تر انجام می‌شود. همین سادگی باعث شده برخی توسعه‌دهندگان از آن برای محیط‌های آزمایشی و پروژه‌های سبک استفاده کنند.

۵. جامعه فعال توسعه‌دهندگان

با وجود اندازه کوچک پروژه، توسعه آن متوقف نشده است. به‌روزرسانی‌ها به شکل منظم منتشر می‌شوند و مخزن نرم‌افزارها به مرور بزرگ‌تر شده است. استفاده گسترده از این سیستم در داکر هم باعث شده افراد بیشتری به توسعه آن کمک کنند.

کاربردهای آلپاین لینوکس

وقتی سیستمی با حجم کم و مصرف پایین منابع طراحی می‌شود، طبیعی است که در برخی سناریوها بیشتر استفاده شود. آلپاین لینوکس هم معمولا در پروژه‌هایی دیده می‌شود که سرعت و سادگی اهمیت دارد. برای نمونه در سرویس‌هایی که روی سرور مجازی اجرا می‌شوند، سبک بودن سیستم‌عامل کمک می‌کند منابع سرور بیشتر صرف اجرای برنامه‌ها شود.

۱. استفاده به عنوان پایه کانتینرها

در بسیاری از پروژه‌های داکر از این سیستم به عنوان پایه کانتینر استفاده می‌شود. دلیل آن روشن است؛ هرچه ایمیج کوچک‌تر باشد مدیریت آن ساده‌تر خواهد بود. در چنین شرایطی چند مزیت مهم زیر به دست می‌آید:

زمان دانلود ایمیج کاهش پیدا می‌کند.
فضای ذخیره‌سازی کمتر مصرف می‌شود.
اجرای سرویس‌ها سریع‌تر انجام می‌شود.

به همین دلیل بسیاری از ایمیج‌های رسمی Docker نسخه‌ای مبتنی بر Alpine ارائه می‌کنند.

۲. استفاده در سرورهای سبک

در سرورهایی که منابع محدود هستند انتخاب سیستم‌عامل اهمیت زیادی پیدا می‌کند. در چنین شرایطی استفاده از سرور مجازی لینوکس با سیستم‌عاملی سبک می‌تواند کمک زیادی کند. آلپاین به دلیل مصرف کم رم و پردازنده برای این نوع سرورها مناسب است.

۳. استفاده در دستگاه‌های IoT و Edge

برخی دستگاه‌ها توان سخت‌افزاری زیادی ندارند بنابراین سیستم‌عامل‌های سنگین در چنین محیطی عملکرد مناسبی ندارند. به همین دلیل در پروژه‌های اینترنت اشیا یا سیستم‌های Edge از توزیع‌های سبک استفاده می‌شود. حجم کم و نیاز پایین به منابع باعث شده این سیستم در چنین پروژه‌هایی هم دیده شود.

۴. استفاده در تجهیزات شبکه

در برخی تجهیزات شبکه مانند روترها یا فایروال‌ها هم از این سیستم استفاده می‌شود. دلیل آن ساده است؛ سیستم باید پایدار باشد، منابع زیادی مصرف نکند و در عین حال امنیت مناسبی داشته باشد. طراحی ساده آلپاین باعث شده برای چنین کاربردهایی گزینه قابل قبولی باشد.

۵. محیط توسعه و تست

گاهی توسعه‌دهندگان به محیطی ساده نیاز دارند تا نرم‌افزار را در آن آزمایش کنند. در چنین شرایطی استفاده از سیستمی که ابزارهای اضافی ندارد کمک می‌کند تمرکز روی همان پروژه باقی بماند. به همین دلیل برخی افراد از آن در محیط‌های توسعه و تست هم استفاده می‌کنند.

نصب لینوکس Alpine و شروع کار با آن

برای شروع کار ابتدا باید فایل نصب سیستم را دریافت کنید. در صفحه دانلود این پروژه چند نوع ایمیج ارائه شده است و هرکدام برای شرایط متفاوتی در نظر گرفته شده‌اند. انتخاب درست ایمیج باعث می‌شود نصب ساده‌تر انجام شود.

دریافت فایل نصب

در صفحه دانلود چند گزینه اصلی دیده می‌شود که هر کدام هدف مشخصی دارند.

نوع ایمیج	کاربرد اصلی	توضیح کوتاه
Standard	استفاده عمومی	نسخه پیشنهادی برای بیشتر کاربران است و بسته‌های رایج سیستم را در اختیار قرار می‌دهد.
Extended	دستگاه‌های خاص	بسته‌های بیشتری دارد و معمولاً برای تجهیزات خاص مثل روترها استفاده می‌شود.
Virtual	ماشین‌های مجازی	برای اجرا در محیط‌های مجازی طراحی شده است.
Netboot	نصب حداقلی	فقط فایل‌های لازم برای بوت سیستم را دارد و بقیه بسته‌ها بعد از اتصال به شبکه دریافت می‌شوند.

روش‌های اجرای Alpine

بعد از دریافت ایمیج، چند روش برای اجرای سیستم وجود دارد. این روش‌ها همان گزینه‌هایی هستند که معمولاً برای سایر توزیع‌های لینوکس هم استفاده می‌شوند.

اجرای سیستم در ماشین مجازی مانند VirtualBox یا VMware
استفاده از ایمیج رسمی در Docker
نصب مستقیم روی سخت‌افزار
اجرای سیستم از طریق فلش بوت

هرکدام از این روش‌ها بسته به نوع پروژه می‌تواند انتخاب مناسبی باشد.

مراحل نصب سیستم

فرآیند نصب این سیستم ساده است اما بیشتر مراحل در محیط متنی انجام می‌شود. پس از بوت کردن سیستم با محیط ترمینال روبه‌رو می‌شوید و نصب از همان‌جا ادامه پیدا می‌کند.

در این مرحله اسکریپتی در اختیار کاربر قرار دارد که فرآیند نصب را ساده‌تر می‌کند. نام این ابزار setup-alpine است. این اسکریپت چند مورد اصلی را از کاربر می‌پرسد:

نوع صفحه‌کلید
منطقه زمانی
تنظیمات شبکه
نحوه پارتیشن‌بندی دیسک

کاربر می‌تواند مقادیر پیشنهادی سیستم را بپذیرد یا تنظیمات مورد نظر خود را وارد کند. بعد از پایان این مراحل، سیستم آماده استفاده خواهد بود.

پیکربندی Alpine Linux بعد از نصب

بعد از این‌که سیستم برای اولین بار بالا می‌آید، محیط آن بسیار ساده است. در ابتدا فقط کنسول متنی و شِل در اختیار شما قرار دارد. به همین دلیل معمولاً چند تنظیم اولیه انجام می‌شود تا سیستم برای استفاده روزمره آماده‌تر شود.

ساخت کاربر جدید در سیستم

در نصب اولیه فقط کاربر root وجود دارد. استفاده دائمی از این حساب کاربری کار درستی نیست، چون ممکن است به‌اشتباه فایل‌های مهم سیستم تغییر داده شوند. به همین دلیل معمولاً یک کاربر معمولی ساخته می‌شود.

برای ایجاد کاربر جدید این دستور استفاده می‌شود:

adduser -h /home/username -s /bin/ash username

در این دستور باید به‌جای username نام کاربر مورد نظر قرار داده شود.

گزینه -h مسیر پوشه خانگی کاربر را مشخص می‌کند
گزینه -s شل پیش‌فرض را تعیین می‌کند.

در Alpine شل پیش‌فرض ash است که از مجموعه BusyBox ارائه می‌شود.

بعد از ایجاد کاربر باید برای آن رمز عبور تعیین شود. این کار با دستور زیر انجام می‌شود:

passwd username

سیستم از شما می‌خواهد رمز عبور را وارد کنید و برای تأیید دوباره آن را تکرار کنید. بعد از این مرحله می‌توان از حساب root خارج شد و با کاربر جدید وارد سیستم شد.

اجرای دستورات ادمین

زمانی که نیاز به اجرای دستورات ادمین باشد می‌توان موقتا به کاربر root تغییر وضعیت داد. این کار با دستور زیر انجام می‌شود:

su -

پس از وارد کردن رمز عبور root محیط شِل با دسترسی کامل در اختیار شما قرار می‌گیرد. بعد از پایان کار بهتر است از این حالت خارج شوید. این کار با دستور logout یا فشردن کلیدهای Ctrl + D انجام می‌شود.

مدیریت نرم‌افزارها در Alpine

در این سیستم برای نصب یا به‌روزرسانی برنامه‌ها از ابزار APK استفاده می‌شود. این ابزار مدیریت بسته مخصوص Alpine است و بیشتر کارهای مربوط به نرم‌افزارها با آن انجام می‌شود.

چند دستور رایج در این ابزار به شکل زیر هستند:

apk update

به‌روزرسانی فهرست بسته‌ها

apk upgrade

به‌روزرسانی بسته‌های نصب‌شده

apk add vim

نصب یک برنامه

apk del package

حذف یک برنامه

نصب محیط گرافیکی لینوکس آلپاین

اگر هدف از نصب سیستم اجرای سرور نباشد، می‌توان محیط گرافیکی نیز به آن اضافه کرد. این سیستم از بسیاری از محیط‌های دسکتاپ و مدیر پنجره‌ها پشتیبانی می‌کند.

برای آماده‌سازی محیط گرافیکی اسکریپتی در سیستم قرار داده شده است:

setup-xorg-base

با اجرای این اسکریپت چند سؤال درباره تنظیمات سیستم پرسیده می‌شود و بیشتر مراحل به‌صورت خودکار انجام می‌شود.

بعد از آن کاربر می‌تواند مدیر پنجره، دسکتاپ و برنامه‌های مورد نیاز خود را نصب کند. در بسیاری از موارد یک نمایش‌دهنده ورود مثل LightDM هم نصب می‌شود تا ورود به محیط گرافیکی ساده‌تر شود.

برای نمونه اگر از LXDM استفاده شود باید سرویس آن فعال شود:

rc-update lxdm

rc-service lxdm start

بعد از فعال شدن سرویس، محیط گرافیکی قابل استفاده خواهد بود.

نکاتی که قبل از استفاده از Alpine Linux باید بدانید

با وجود تمام مزیت‌هایی که درباره این سیستم گفته شد، چند نکته هم وجود دارد که بهتر است قبل از انتخاب آن در نظر گرفته شوند. دانستن این موارد کمک می‌کند تصمیم آگاهانه‌تری گرفته شود.

سازگاری برخی نرم‌افزارها

در این سیستم به‌جای کتابخانه glibc از musl استفاده شده است. این انتخاب باعث سبک‌تر شدن سیستم شده اما در بعضی شرایط ممکن است برخی نرم‌افزارهایی که برای glibc ساخته شده‌اند به‌درستی اجرا نشوند. بیشتر برنامه‌های رایج با این کتابخانه سازگار شده‌اند؛ اما در برخی نرم‌افزارهای قدیمی یا اختصاصی ممکن است مشکل دیده شود.

نیاز به کمی زمان برای یادگیری

کسانی که مدت زیادی با توزیع‌هایی کار کرده‌اند که از systemd استفاده می‌کنند، ممکن است در ابتدای کار کمی تفاوت احساس کنند. در این سیستم از OpenRC استفاده شده و برخی ابزارهای پیش‌فرض نیز متفاوت هستند. معمولاً بعد از مدتی کار با سیستم این تفاوت‌ها قابل درک می‌شوند.

تعداد بسته‌ها نسبت به برخی توزیع‌ها کمتر است

مخزن نرم‌افزارهای این سیستم در حال رشد است اما هنوز به اندازه مخازن توزیع‌هایی مثل Debian یا Fedora گسترده نیست. در برخی موارد ممکن است لازم باشد برنامه‌ای به‌صورت دستی نصب یا از سورس کامپایل شود.

منابع آموزشی کمتر از توزیع‌های بزرگ

چون این پروژه نسبت به برخی توزیع‌های قدیمی کوچک‌تر است، گاهی منابع آموزشی یا پاسخ‌های آماده در اینترنت کمتر پیدا می‌شود. البته با رشد استفاده از این سیستم، این وضعیت به‌تدریج بهتر شده است.

جمع‌بندی

آلپاین لینوکس رویکرد متفاوتی نسبت به بسیاری از سیستم‌عامل‌های لینوکسی دارد. در طراحی آن تلاش شده سیستم ساده باقی بماند، منابع کمی مصرف کند و در عین حال امنیت مناسبی داشته باشد. همین ویژگی‌ها باعث شده در کانتینرها، سرورها و پروژه‌هایی که به محیطی سبک نیاز دارند استفاده زیادی پیدا کند. اگر هدف اجرای سرویس‌ها در محیطی کم‌حجم و قابل کنترل باشد، این سیستم می‌تواند گزینه قابل توجهی باشد.