Was ist das Windows-Subsystem für Linux?

April 18, 2023 - TuxCare PR Team

Die Virtualisierung von Betriebssystemen (OS) kann unglaubliche Dinge bewirken. Durch die Abstrahierung der Hardware-Ebene lässt die Virtualisierung ein Betriebssystem so aussehen, als würde es nativ auf der Hardware laufen, obwohl es in Wirklichkeit in einem anderen Betriebssystem untergebracht ist.

Sie eröffnet eine Welt voller Möglichkeiten. Mit der Virtualisierung können Sie zum Beispiel mehr als ein voll funktionsfähiges Betriebssystem auf einem Rechner ausführen - oder ein anderes Betriebssystem als das Host-Betriebssystem, z. B. Windows auf einem Linux-System oder umgekehrt.

Genau das hat Microsoft mit Windows Subsystem for Linux (WSL) getan, einem Virtualisierungstool, mit dem Sie den Linux-Kernel, das Dateisystem und die Linux-GUI auf einem Windows 10- oder Windows 11-PC ausführen können.

So funktioniert das Windows-Subsystem für Linux

Das Windows Subsystem für Linux (WSL) ist eine Sammlung von Microsoft-Komponenten, die den Betrieb von nativen 64-Bit-Linux-Binärdateien im ausführbaren und verknüpfbaren Format (ELF64) innerhalb des Betriebssystems (OS) Windows 10 oder Windows 11 ermöglichen.

Es handelt sich um eine Abstraktionsschicht, die es Windows-Benutzern ermöglicht, nahtlos ein Linux-Build auf ihrem Windows-System zu installieren und auszuführen, ohne dass ein Dual-Boot-Setup oder eine virtuelle Maschine erforderlich ist.

Sobald das Windows-Subsystem für Linux in Windows aktiviert ist, kann die Linux-Bash-Shell verwendet werden, um z. B. das Ubuntu-Benutzermodus-Image zu installieren, das auf der Windows-Kernel-Ebene läuft, so dass ELF64-Binärdateien in Windows funktionieren.

WSL umfasst einen Sitzungsmanagerdienst im Benutzermodus zur Verwaltung der Linux-Instanz, minimierte Pico-Prozesse zur Adressierung von Linux-Systemaufrufen und Pico-Treiber zur Emulation des Linux-Kernels. Insgesamt ermöglicht diese Struktur, dass Linux-Systemaufrufe an den Windows-Kernel gerichtet und von diesem verwaltet werden.

Nach der Installation können die Benutzer Dateien aus dem Ubuntu-Paket-Repository ausführen, Linux-Befehlszeilen-Dienstprogramme wie grep verwenden, im Linux-Dateisystem navigieren und Skripte mit Befehlszeilenschnittstellen-Dienstprogrammen (CLI) ausführen.

Für wen ist Windows Subsystem für Linux gedacht?

Bis zu einem gewissen Grad sind die Hauptnutzer von Windows Subsystem für Linux Linux-Entwickler, die in einer Windows-Umgebung arbeiten. Zum Beispiel Webentwickler, die häufig Linux und andere Open-Source-Tools aus Quellen wie GitHub verwenden, aber nur begrenzten Zugang zu kompletten Linux-Systemen für die Entwicklung und das Experimentieren haben. Zu den Anwendungsfällen gehören:

Entwicklung: WSL ermöglicht es Entwicklern, vertraute Linux-Tools und Programmiersprachen wie Ruby und Python unter Windows einzusetzen. Sie können Linux-basierte Entwicklungsumgebungen wie Docker und Kubernetes ausführen.
Server-Verwaltung: Sie können die WSL zur Verwaltung von Linux-Servern verwenden. Dies ist nützlich, wenn Sie Systemadministrator sind oder wenn Sie einen Linux-Server von einem Windows-Computer aus verwalten müssen. WSL hilft Ihnen bei der Verwaltung von Linux-Servern, ohne dass Sie eine Remote-Desktop-Verbindung benötigen und Linux-Tools und -Anwendungen zur Verwaltung Ihrer Server verwenden müssen.
Bildung: Die Linux-Ausbildung ist ein weiterer großartiger Anwendungsfall für WSL, da man etwas über Linux lernen kann, ohne ein separates Linux-Betriebssystem installieren zu müssen. Mit WSL können Sie Linux-Tutorials und -Dokumentationen verfolgen und eine Linux-Entwicklungsumgebung einrichten.
Produktivität: Für einige Personen, die mit Linux-Umgebungen vertraut sind, kann eine WSL-Instanz ihre Arbeitsabläufe verbessern, da sie vertraute Linux-Tools und -Anwendungen auf ihrem Windows-Computer verwenden können, was Zeit und Mühe spart.

Ein Grund für diese Anwendungsfälle ist die einfache Installation von Windows Subsystem für Linux, aber auch die enge Integration mit dem umgebenden Windows-Betriebssystem trägt dazu bei.

WSL 1 vs. WSL 2

Microsoft bietet zwei verschiedene Versionen von Windows Subsystem für Linux an: WSL 1 und das neuere WSL 2. Beide erleichtern die Integration zwischen Windows und Linux, sind leichtgewichtig und haben schnelle Boot-Zeiten. Darüber hinaus sind sowohl WSL 1 als auch WSL 2 mit Hypervisoren anderer Hersteller, wie VMware und Oracle VM VirtualBox, kompatibel.

Ein Hauptunterschied zwischen WSL 1 und WSL 2 besteht darin, dass letztere innerhalb einer verwalteten virtuellen Maschine (VM) arbeitet. Da die VM verwaltet wird, müssen sich IT-Experten nicht mit Konfigurations- oder Verwaltungsaufgaben befassen, die normalerweise mit virtuellen Maschinen verbunden sind.

Ein weiterer entscheidender Unterschied ist, dass WSL 2 einen vollständigen Linux-Kernel verwendet. Da dieser Kernel von Microsoft entwickelt wird, wird er regelmäßig über Windows Update aktualisiert.

Microsoft empfiehlt im Allgemeinen die Verwendung von WSL 2 aufgrund der besseren Leistung im Vergleich zu WSL 1 und der 100%igen Kompatibilität mit Systemaufrufen. Sie können jedoch WSL 1 verwenden, wenn ein Projekt im Windows-Dateisystem gespeichert werden muss oder wenn für ein Projekt eine Cross-Kompilierung mit Windows- und Linux-Tools erforderlich ist.

Warum WSL statt Linux in einer VM verwenden?

Während Linux-Instanzen innerhalb von Windows in einer VM betrieben werden können, bietet WSL zwei Vorteile. Erstens beansprucht sie im Vergleich zu einer vollständigen VM weniger Rechenressourcen (Prozessor, Arbeitsspeicher und Speicher). Zweitens ermöglicht WSL die gleichzeitige Ausführung von Windows- und Linux-Umgebungen, so dass Entwickler bei Bedarf Windows-Anwendungen und Linux-Dienstprogramme auf denselben Dateien verwenden können.

WSL 2 hat es möglich gemacht, dass sich Linux-GUI-Anwendungen unter Windows nativ und intuitiv bedienen lassen. Benutzer können Linux-Anwendungen direkt aus dem Windows-Startmenü starten, sie an die Windows-Taskleiste anheften und mit Alt-Tab nahtlos zwischen ihnen wechseln. Darüber hinaus ist es jetzt möglich, Funktionen zum Ausschneiden und Einfügen in Windows- und Linux-Anwendungen auszuführen.

Vorteile und Beschränkungen der WSL

Einer der Hauptvorteile von WSL ist die Einfachheit, mit der Linux-Anwendungen auf einem Windows-PC ausgeführt werden können, ohne dass eine separate Virtualisierungsanwendung ausgeführt werden muss. Sie bietet jedoch noch einen weiteren Vorteil: die Möglichkeit, mehrere Linux-Distributionen wie Ubuntu, OpenSUSE, Kali, Arch Linux und Debian nebeneinander zu unterstützen.

Außerdem unterstützt Microsoft WSL in vollem Umfang und stellt sicher, dass es unter Windows 10 (Version 2004 oder höher) und Windows 11 reibungslos funktioniert. Mit anderen Worten: Wenn Sie bei der Verwendung von WSL auf Probleme stoßen, können Sie sich auf die Dokumentation und den Support von Microsoft verlassen, um das Problem zu beheben.

WSL hat jedoch einige Einschränkungen, da es sich nicht um eine vollständige Linux-Umgebung handelt. Es handelt sich um eine Kompatibilitätsschicht, die es Ihnen ermöglicht, Linux-Binärdateien unter Windows auszuführen. Das bedeutet, dass nicht alle Linux-Funktionen in WSL verfügbar sind. WSL unterstützt zum Beispiel einige Linux-Dateisysteme wie ext4 nicht. Außerdem unterstützt WSL nicht alle Linux-Distributionen.

Außerdem ist die Verwendung von WSL nicht so schnell wie eine native Linux-Installation. Das liegt daran, dass WSL eine Virtualisierungsschicht ist, die Linux-Systemaufrufe in Windows-Systemaufrufe übersetzen muss. Dieser Übersetzungsprozess verursacht zusätzlichen Overhead, der die Leistung beeinträchtigen kann.

Eine wichtige Windows-Funktion?

Insgesamt gibt es viele Entwicklungsumgebungen, die von der Verwendung von WSL enorm profitieren würden - und viele andere Anwendungsfälle. Allerdings gibt es auch einige Einschränkungen. Wird Windows Subsystem für Linux für Sie geeignet sein? Nun, das hängt von Ihren individuellen Nutzungsanforderungen ab. Wenn Sie WSL ausprobieren möchten, können Sie folgen Sie den einfachen Anweisungen von Microsoft hier.