Neben Linux gibt es zahlreiche weitere Betriebssysteme, die unter freien oder offenen Lizenzen stehen: Besonders die BSD-Versionen (darunter FreeBSD, OpenBSD und NetBSD), die sich oberflächlich nicht von Linux-Systemen unterscheiden lassen, sind interessant. Wir werfen einen Blick auf die Vielfalt der Systeme, erklären, wo die Unterschiede liegen, und geben Empfehlungen für eigene Tests.

Spricht man mit Freunden, Bekannten und Kollegen über die heimische PC-Technik und die Betriebssysteme der Wahl, gibt es meist eine von drei Antworten: Eine Mehrheit nutzt Windows in irgendeiner Version (die oft auch noch Windows XP ist), und die verbleibenden Computernutzer arbeiten entweder mit Linux oder Apples OS X, das seit der aktuellen Version macOS heißt.

Die Älteren erzählen außerdem von ihrer Jugend und nennen dann vielleicht die PC-Betriebssysteme MS-DOS und IBM OS/2 oder gar CP/M, das im Wesentlichen auf Rechnern mit Zilog-Z80- oder Intel-8080-Prozessor lief. Zur Orientierung: Das waren Maschinen, die etwa ein Viertel der Geschwindigkeit der ersten PCs erreichten und mit ca. 1 MHz (nicht GHz!) Taktfrequenz betrieben wurden.

Neben der im privaten und kleingewerblichen Umfeld eingesetzten Technik gab und gibt es aber auch ganz andere Maschinen, etwa die “Mainframes” genannten Großrechner. Wir betrachten hier aber nur PC-Technik, was Ihnen die Möglichkeit gibt, alternative Betriebssysteme auf Ihrem normalen Rechner auszuprobieren: wahlweise in einer virtuellen Maschine oder über eine normale Installation direkt auf der richtigen Hardware.

Die Auswahl der Systeme in diesem Beitrag ist nicht vollständig; das einzige Kriterium war, dass es sich um Freie oder Open Source Software handelt, die Systeme also ähnlich freizügige Lizenzen wie Linux verwenden.

Die BSD-Familie

Linux wird oft als Unix-System bezeichnet, und der Verwandtschaftsgrad ist auch hoch, aber Linux ist trotzdem kein echtes Unix-System; der bessere Begriff ist “Unix-ähnlich”, in vielen Büchern und im Netz findet man auch das Wort “unixoid”. Das hat mit der Entstehungsgeschichte der Unix-Systeme zu tun, in der durch ständige Weiterentwicklung (und Weitergabe des Codes an andere Entwickler) ein komplexer Stammbaum von Unix-Versionen entstanden ist. Systeme, die unmittelbar aus einem anderen Unix entwickelt wurden, sind Unix-Systeme im engeren Sinne, daneben gibt es Systeme wie Linux, die sich nur am Unix-Design orientiert haben und darum Unix-ähnlich heißen. Die Zuordnung zu einer der beiden Gruppen hängt von mehreren Faktoren ab, und es gibt verschiedene Ansichten dazu; die Markenrechte an “UNIX” (mit Großbuchstaben, Abbildung 1) liegen bei der Open Group [1], und Betriebssystemhersteller müssen einen aufwendigen Zertifizierungsprozess durchlaufen (und Geld bezahlen), um sich mit dem UNIX-Logo zu schmücken.

Abbildung 1: Das UNIX-Logo können nur von der Open Group zertifizierte Unix-Systeme verwenden. (Copyright: The Open Group)

Der größte Zweig der Unix-Familie trägt BSD im Namen: Die drei Buchstaben stehen für Berkeley Software Distribution, ein Unix-System, das ab den 70er Jahren an der Universität von Kalifornien in Berkeley entwickelt wurde. Die BSD-Lizenz [2] ist einfacher als die GPL von Linux gestrickt und sagt im Wesentlichen: “Mach mit den Software-Quellen, was Du willst, aber nenn den Copyright-Inhaber und geh nicht vor Gericht, wenn die Software fehlerhaft ist.” Es haben sich mit FreeBSD [3], OpenBSD [4] und NetBSD [5] drei große Projekte etabliert, die moderne BSD-Varianten bereitstellen und dabei unterschiedliche Ziele verfolgen:

• FreeBSD wird in erster Linie auf PCs eingesetzt und kann dort Linux ersetzen. Verschiedene andere BSD-Systeme basieren auf FreeBSD, darunter das besonders benutzerfreundliche TrueOS (siehe unten).
• OpenBSD soll ein möglichst sicheres (also gegen Angriffe geschütztes) System sein, von dem Projekt stammen z. B. auch die weit verbreitete Secure-Shell-Implementierung OpenSSH [6] und LibreSSL [7]; letzteres ist ein Fork von OpenSSL (das trotz “Open” im Namen gerade nicht vom OpenBSD-Projekt kommt) und 2014 wegen Sicherheitslücken oft in der Presse war.
• NetBSD hat das Ziel, möglichst viele Hardware-Architekturen zu unterstützen; die Liste der aktuell unterstützten Maschinen ist auf der Webseite zu finden [8], in ihr finden sich auch Exoten wie der Homecomputer Commodore Amiga und der Apple Macintosh mit Motorola-68000-Prozessor.

Allen Unix- und Unix-ähnlichen Systemen ist gemeinsam, dass im Wesentlichen die gleiche Software darauf läuft: Freunde der Shell finden sich auf jedem dieser Systeme schnell zurecht, und auch im Grafikmodus sind das X Window System und Desktops wie KDE und Gnome Standard. In den Details gibt es allerdings Unterschiede; Abbildung 2 zeigt zweimal die Ausgabe der Programms top und die jeweils ersten Zeilen der zugehörigen Manpages unter FreeBSD (links) und Linux.

Abbildung 2: Viele Tools gibt es auf allen Unix-Systemen, bei Bedienung und Aufrufoptionen gibt es aber leichte Abweichungen, hier am Beispiel von “top” (links: FreeBSD, rechts: Linux).

Möchten Sie eines der Original-BSDs ausprobieren, finden Sie Installationshinweise im Kasten FreeBSD installieren.

Bei der Software-Verwaltung erlauben BSD-Systeme zwei unterschiedliche Vorgehensweisen:

• Im Ordner /usr/ports/ findet sich eine komplexe Verzeichnishierarchie. Hier können Sie nach Programmnamen suchen, in einen passenden Unterordner wechseln (Abbildung 3, oben) und dort mit dem Befehl make install die Paketquellen anfordern und übersetzen lassen. Die Quellcodepakete werden dabei aber automatisch gepatcht und an die Bedürfnisse der laufenden BSD-Version angepasst. Auch Abhängigkeiten versteht das Ports-System und installiert benötigte weitere Pakete mit.
• Alternativ nutzen Sie das pkg-Kommando, das sich wie apt und zypper bedienen lässt und nach einer Suche mit pkg search (Abbildung 3, unten) über Aufrufe der Form pkg install paketname fertige Programmpakete (im Binärformat) herunterlädt und einspielt.

Abbildung 3: BSD-Anwender haben die Wahl: Installation über das Ports-System (oben) oder mit dem Paketverwaltungstool “pkg” (unten).

Übrigens ist bei BSD nicht die Bash, sondern die C-Shell die Standard-Shell, was schnell für Verwirrung sorgen kann. pkg install bash behebt das Problem aber schnell.

FreeBSD installieren

Die folgende Anleitung zur FreeBSD-Installation setzt leicht fortgeschrittene Kenntnisse voraus; Sie sollten dazu mit der Shell umgehen und den Editor vi bedienen können.

Um FreeBSD in einer virtuellen Maschine (VM) auszuprobieren, können Sie die Datei FreeBSD-11.0-RELEASE-amd64.vhd.xz herunterladen [9], mit

xz -d FreeBSD-11.0-RELEASE-amd64.vhd.xz

entpacken und als virtuelle Platte in VirtualBox verwenden. Beim Anlegen der VM sollten Sie die Konfiguration der virtuellen Netzwerkkarte auf den Modus Bridged umstellen, weil mit der Standardeinstellung Internetverbindungen häufig abbrechen.

Die im Image enthaltene FreeBSD-Installation bootet im Textmodus und lässt sich dann mit folgenden Schritten in einen brauchbaren Zustand versetzen:

1. Melden Sie sich nach Abschluss des Bootvorgangs am Login-Prompt als root (ohne Passwort) an.
2. Starten Sie bsdconfig und aktivieren Sie dort über (A) Networking Management / (2) Network Interfaces / em0 Intel PRO100 / (2) DHCP das Netzwerk. Verlassen Sie danach das Konfigurationsprogramm.
3. Geben Sie die Befehle portsnap fetch und portsnap extract ein, um die Port-Collection zu laden; das Port-System hat Ähnlichkeiten mit den Repository-basierten Paketverwaltungen von Linux.
4. Wechseln Sie mit cd in den Ordner /usr/ports/ports-mgmt/pkg und geben Sie dort make install ein.
5. Mit pkg install xorg und pkg install xfce spielen Sie die Metapakete xorg und xfce sowie alle Abhängigkeiten ein; das entspricht unter Linux Aufrufen von apt-get install (Ubuntu) bzw. zypper install (OpenSuse).
6. Legen Sie mit adduser einen neuen Benutzer an. (Das Tool erfragt interaktiv alle nötigen Angaben.) Melden Sie sich dann ab und als der neue Benutzer wieder an.
7. Tragen Sie mit dem Editor vi die Zeile xfce4-session in die Datei .xinitrc ein und machen Sie diese mit chmod a+x .xinitrc ausführbar. (Ohne diesen Schritt 7 startet später statt Xfce ein sehr rudimentärer Windowmanager.)

Danach können Sie mit startx die grafische Oberfläche starten und werden mit einem Xfce-Desktop für Ihre Mühen belohnt (Abbildung 4). Ohne die “verräterische” Ausgabe von uname im Terminalfenster würde hier niemand vermuten, dass nicht Linux sondern FreeBSD läuft.

Abbildung 4: Hier läuft der Desktop Xfce unter FreeBSD 11.0 – auf den ersten Blick nicht von Linux unterscheidbar.

TrueOS (PC-BSD)

Wer sich mit der umständlichen Einrichtung von FreeBSD nicht belasten mag, kann zu TrueOS [10] greifen: Das bis August 2016 als PC-BSD bekannte FreeBSD-basierte System ist für Desktop- und Servercomputer verfügbar, und wir haben für diesen Artikel einen Blick auf Version 2016-12-15 geworfen. Wie viele Linux-Versionen ist auch TrueOS nur als 64-Bit-Variante erhältlich.

Der Installer, der nach dem Booten der DVD startet, ist mit entsprechenden Tools aus der Linux-Welt vergleichbar, wobei nur wenige Anpassungen möglich sind. Auf leeren Festplatten legt TrueOS eine Partitionstabelle im neuen GPT-Format an (was Sie später an Gerätedateien der Form /dev/ada0p1 mit “p” wie Partition erkennen – auf Festplatten, die bereits mit dem älteren MBR-Partitionsschema eingerichtet wurden, erhält BSD stattdessen nur eine primäre Partition, die dann weiter in so genannte Slices mit “s” in den Gerätedateinamen aufgeteilt werden).

Alternativ zum BSD-eigenen Bootloader kann TrueOS auch den unter Linux üblichen Grub installieren, was einen späteren Parallelbetrieb mit Linux erleichtert (Abbildung 5).

Abbildung 5: Während BSD-Installer in der Regel im Textmodus arbeiten, bietet TrueOS ein grafisches Tool.

Als Desktop setzt TrueOS auf die Qt-basierte Eigenentwicklung Lumina (Abbildung 6), es lassen sich alternativ aber auch die von Linux bekannten Desktops nachinstallieren, darunter KDE, Gnome, Cinnamon, Mate, LXDE und Xfce.

Abbildung 6: Das TrueOS-Projekt hat mit Lumina einen eigenen Qt-basierten Desktop entwickelt.

GNU Hurd

GNU Hurd ist ein Projekt der Free Software Foundation: Es ist vor Linux entstanden und hatte das Ziel, ein vollständiges Unix-ähnliches System unter der freien Lizenz GPL zu entwickeln. Dabei hatten die Entwickler zunächst mit Anwendungen (also den gängigen Shell-Tools, Editoren etc.) begonnen. Der Betriebssystemkern Hurd folgte erst später, und da sich der Linux-Kernel schneller entwickelte, hat sich die Kombination der GNU-Tools mit dem Linux-Kernel (von der FSF als “GNU/Linux” bezeichnet) als Plattform etabliert.

Dennoch ist die Entwicklung des Hurd-Kernels weiter gegangen [11], auf der GNU-Webseite gibt es ein Festplatte-Image mit Debian GNU/Hurd: einer Portierung der Debian-Linux-Distribution auf Hurd [12]. (Falls Sie sich über die unterschiedlichen Schreibweisen wundern: “GNU Hurd” ist der vom GNU-Projekt entwickelte Kernel, “GNU/Hurd” ist die Kombination der GNU-Tools mit dem Hurd-Kernel. Der Schrägstrich deutet also, wie bei GNU/Linux, immer auf die Mischung aus Anwendungen und Betriebssystemkern hin.)

Die Hurd-VM entpacken Sie nach dem Download und führen sie dann in Qemu aus:

qemu -m 512M -hda debian-hurd-20160824.img

Nach dem Booten können Sie sich als root (ohne Passwort) anmelden und dann mit startx die grafische Oberfläche mit dem Window Manager IceWM starten (Abbildung 7). Hurd verwendet andere Gerätebezeichnungen für Festplatten, im Bild sehen Sie /dev/hd0s1 als Gerätedatei der ersten Partition auf der ersten Platte (bei Linux wäre das /dev/sda1).

Abbildung 7: Debian GNU/Hurd ist eine Portierung von Teilen der Debian-Linux-Distribution auf GNU/Hurd.

Darwin

Das Apple-Betriebssystem macOS (bis vor kurzem OS X genannt) basiert auf einem Kernel, der Darwin heißt – auch aktuelle macOS-Versionen melden bei Anfrage mit uname dieses System:

[esser@mbp2:el/2017/04/basics]$ uname -a
Darwin mbp2.essernet 16.1.0 Darwin Kernel Version 16.1.0: Wed Oct 19 20:31:56 PDT 2016; root:xnu-3789.21.4~4/RELEASE_X86_64 x86_64

Darwin hat Code von BSD und NeXTStep (einem von der Firma NeXT entwickelten Betriebssystem) geerbt, und macOS enthält auch Teile des FreeBSD-Kernels. Auch iOS basiert auf Darwin. Alleine (also ohne die Ergänzungen aus macOS oder iOS) ist Darwin nicht sinnvoll einsetzbar; Projekte, die versuchten, ein vollwertiges Darwin-System zu entwickeln, sind alle eingestellt worden.

Neben den Unix- und Unix-ähnlichen Betriebssystemen gibt es noch die Parallelwelt rund um Windows und dessen Vorgänger. Wir werfen einen Blick auf einige interessante Entwicklungen und historische Systeme, die inzwischen frei verfügbar sind.

OS/2

Als Nachfolger von MS-DOS hatten Microsoft und IBM zunächst gemeinsam an OS/2 (Operating System 2) gearbeitet, bald trennten sich aber die Wege, und IBM führte die Entwicklung allein weiter, während Microsoft darauf aufbauend Windows NT (die Grundlage aller modernen Windows-Versionen, also NT, XP, Vista, 7, 8, 10) schuf. Richtig durchsetzen konnte sich OS/2 nie, blieb aber in einigen Nischen (u. a. bei Banken) noch lange im Einsatz.

Unter dem Namen eComstation war OS/2 auch nach Abkündigung durch IBM noch eine Weile erhältlich, und im November 2016 hat die Firma Arca Noae mit Blue Lion [13] einen Nachfolger angekündigt, der im ersten Quartal 2017 erscheinen und auf der letzten OS/2-Version Warp 4 basieren soll. Bis zum Redaktionsschluss waren keine Testversionen o. ä. verfügbar; um freie Software handelt es sich nicht.

ReactOS

Frei ist hingegen ReactOS [14], ein Nachbau von Windows NT, der schon einige echte Windows-Anwendungen ausführen kann, darunter Firefox (Abbildung 8). Im letzten November ist eine neue Alphaversion 0.4.3 erschienen, und Projektmitglieder arbeiten u. a. daran, Word 2010 zum Laufen zu bekommen.

Abbildung 8: ReactOS kann eine aktuelle Firefox-Version (als Windows-Programm) ausführen. (Copyright :reactos.org)

Die ReactOS-Entwickler arbeiten auch mit dem WINE-Team (Wine Is Not an Emulator) zusammen, denn beide haben das Ziel, die Windows-Schnittstellen für Anwendungsprogramme nachzubilden – bei WINE, um Windows-Programme unter Linux laufen zu lassen, bei ReactOS, damit diese sich dort (nativ) ausführen lassen.

Neben dem Windows-eigenen Dateisystem NTFS unterstützt ReactOS auch diverse Unix-Dateisysteme, darunter die Linux-Dateisysteme der Ext2/3/4-Familie, ReiserFS und Btrfs sowie UFS.

DOS und CP/M

Vor den modernen Windows-Versionen mit NT-Kernel gab es weniger stabile Versionen (Windows Me, 98, 95, 3.x), die nur eine grafische Oberfläche für das Betriebssystem MS-DOS boten, und MS-DOS selbst wurde als Alternative bzw. Nachfolger für das damalige Standardsystem für 8-Bit-Computer, CP/M, entwickelt.

Ein vollwertiger Klon von MS-DOS ist FreeDOS [15], dessen Autor dieses System entwickelt und in einem ausführlichen Buch [16] auch den Quellcode dokumentiert hat, weil MS-DOS damals nicht im Quelltext verfügbar war. FreeDOS lässt sich (wie MS-DOS) direkt auf einem PC installieren, bequemer ist es für Linux-Anwender aber, DOS in einem separaten Fenster unter Linux zu starten. Dafür eignet sich die DOSBox [17]: Wenn Sie für DOSBox eine Bootdiskette oder -platte mit einer DOS-Version vorbereiten, kann diese darin starten – nötig ist das aber nicht, denn DOSBox bringt einen eingebauten DOS-Klon mit, der für die meisten Zwecke ausreicht.

Nützlich kann ein altes DOS-System sein, um Spiele “aus der guten alten Zeit” noch einmal auszuprobieren oder Dokumente in veralteten Formaten in den Originalprogrammen zu öffnen. DOSBox lässt Sie einen beliebigen Ordner im Linux-Dateisystem (mit allen enthaltenen Dateien und Unterordnern) zu Laufwerk C: machen und bietet damit eine sehr einfache Integration in das DOS-System. Dateinamen jenseits der “8.3”-Konvention von DOS werden dabei allerdings eingedampft: Abbildung 9 zeigt, wie die Dateinamen von einigen Kubuntu-ISO-Images unter DOS zu KUBUNT~1.ISO bis KUBUNT~5.ISO werden.

Abbildung 9: DOSBox emuliert einen PC und bringt auch gleich ein eingebautes DOS mit.

Auch der Quellcode von MS-DOS ist beim Computer History Museum online legal verfügbar [18], genauso wie das eingangs erwähnte CP/M [19]; als Linux-Anwender können Sie eine ganze Tool-Sammlung (CP/M-Emulator, Hilfsprogramme für das Erzeugen von CP/M-Dateisystemen etc.) installieren und dann z. B. alte CP/M-Programme ausführen oder mit einem C- oder Pascal-Compiler sogar eigene Anwendungen entwickeln [20].

Fazit

Hier endet unsere Tour durch aktuelle, Linux-ähnliche und historische Betriebssysteme. Während insbesondere die BSDs in vielen Fällen eine Linux-Installation vollständig ersetzen können, punkten die anderen Systeme aus dieser Auflistung eher beim Unterhaltungswert – wahlweise, um sich an der Retrobedienung zu erfreuen oder um sehr alte Spiele wiederzubeleben.

Wollen Sie noch weiter recherchieren, sind die Wikipedia-Kategorie Betriebssystem [21] und besonders deren Unterkategorie Freies Betriebssystem [22] gute Anlaufstellen.