Fuchsia: So funktioniert Googles neues Betriebssystem – die Layer vom Kernel bis zum GUI in der Übersicht

Veröffentlicht am 6. September 2020 von Jens

Googles kommendes Betriebssystem Fuchsia steht wohl bald in den Startlöchern und dürfte in absehbarer Zeit als Preview veröffentlicht werden – dementsprechend spielt es natürlich auch bei uns im Blog wieder eine größere Rolle. Bevor es so weit ist, schauen wir uns heute einmal die Layer-Architektur von Fuchsia an, die den neuen Zircon-Kernel als Herzstück besitzt und auf allen weiteren Ebenen komplett modular aufgebaut ist.

Wir begleiten Fuchsia hier im Blog schon seit einigen Jahren und obwohl Google offiziell nicht über das Betriebssystem spricht, zeichnet sich in den letzten Monaten der Eindruck ab, dass Fuchsia schon bald starten könnte. Wir haben kürzlich die Hinweise auf den Start zusammengetragen und uns natürlich auch damit beschäftigt, auf welchen Geräten Google Fuchsia zum Einsatz bringen könnte. Aber wie sieht es unter der Haube des Projekts aus, das schon bald eine sehr wichtige Rolle spielen könnte?

Googles Entwickler haben in den letzten Jahren mit den Betriebssystemen Android und Chrome OS sowie den zahlreichen Ablegern sehr viele Erfahrungen jeglicher Art sammeln können. Fuchsia wurde von Grund auf ab der ersten Codezeile neu entwickelt und soll sich so nicht nur vom Ballast der alten Betriebssysteme befreien, sondern auch die jahrelangen Erfahrungen einfließen lassen. Herausgekommen ist eine vollständig modulare und flexible Plattform, die dennoch den höchsten Sicherheitsanforderungen Stand halten soll.

Diese Modularität erstreckt sich vom Kernel bis zur Oberfläche und gibt Fuchsia die Möglichkeit, auf allen erdenklichen Geräten eingesetzt zu werden. Der Zircon-Kernel ist die einzige Konstante, um die alles herum integriert wird, was benötigt wird. Durch die sehr enge Cloud-Anbindung und Kommunikationskanäle zwischen den einzelnen Modulen bleibt sowohl die Austauschbarkeit als auch die Kompatibilität gewahrt. Damit räumt man die vor allem bei Android bekannten Probleme nahezu vollständig aus.

DEN Aufbau von Fuchsia kann es also gar nicht geben, denn es könnte auf jedem Gerät etwas anders aussehen – so umfangreich wie nötig und so schlank wie möglich. Dennoch wird Fuchsia stets den Grundregeln der Layer-Architektur folgen, die das Betriebssystem ganz grundsätzlich in vier Teile teilt. Diese möchten wir uns nun etwas genauer ansehen.

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Obige Grafik zeigt die vier einzelnen Layer von Fuchsia recht anschaulich: Sie bilden das Grundgerüst des Betriebssystems und bauen aufeinander auf. Natürlich kann es immer wieder mal Überschneidungen oder Module geben, die in zwei Layern aktiv sein müssen, aber grundsätzlich ergibt sich eine sehr logische Aufteilung. Alle Layer haben jeweils eigene Codenamen, die bereits seit langer Zeit Bestand haben und wohl auch in einer möglichen finalen Version nicht geändert werden.

Zircon
Zircon ist ein völlig neuer Kernel, der von Google von Grund auf neu entwickelt wurde und somit erstmals die alten Zöpfe zu Linux abschneidet. Während Android und Chrome OS auf Linux basieren, ist das bei Fuchsia nicht der Fall. Der Kernel übernimmt die Kommunikation der Software mit der Hardware und steht somit auf der untersten Ebene. In frühen Versionen wurde Zircon auch als „Magenta“ bezeichnet. Zircon selbst hat mit dem reinen Fuchsia nicht viel zu tun und könnte auch für viele weitere Google-Betriebssysteme (vor allem bei Internet of Things-Geräten) zum Einsatz kommen. Viele Informationen zu Zircon findet ihr in diesem Artikel.

Garnet
Garnet ist der unterste Layer des Fuchsia-Betriebssystems und übernimmt viele Basis-Aufgaben. Garnet verwaltet die Hardware-Treiber, regelt die gesamte interne Kommunikation, hält die zur Verfügung stehenden Anwendungen im Speicher bereit und ähnliche Aufgaben. Das Update-System Amber ist ein Teil von Garnet und läuft auf dieser Ebene. Hier findet die gesamte Verwaltung und damit sehr wahrscheinlich auch die Kommunikation mit den Google-Servern zum App-Streaming und dem ständigen Datenaustausch statt.

Peridot
Peridot befindet sich schon auf der ersten App-Ebene. Hier werden die modularen Anwendungen verwaltet und nach den Anforderungen des Nutzers zusammengestellt. Die Synchronisierung der vom Nutzer verwendeten Anwendungen und Daten über Ledger findet auf dieser Ebene statt und auch die Assistant-Schnittstelle Kronk & Bucky ist hier zu Hause. Die Peridot-Ebene sorgt also dafür, dass der Nutzer auf allen Geräten stets die Inhalte vorfindet, die auch auf anderen Plattformen zu finden waren. Damit ist es der erste Layer, der von anderen Unternehmen bzw. den Hardware-Herstellern für eigene Zwecke angepasst werden könnte.

Topaz
Topaz ist die Schnittstelle zum Endnutzer und übernimmt die Darstellung der gesamten Oberfläche. Die Benutzeroberflächen Capybara (Desktop) oder Armadillo (Mobil) wurden in dieser Ebene dargestellt, sind aber mittlerweile aus Fuchsia verschwunden – was nur wieder für die Modularität spricht. Zukünftige Oberflächen werden sich ebenfalls an dieser Stelle einklinken. Auch Googles Geheimwaffe Flutter kommt auf dieser Ebene zum Einsatz, sodass „alte“ Apps aus den anderen Betriebssystemen ausgeführt werden können. Topaz dürfte dann wohl der Teil sein, der von den Herstellern am häufigsten angepasst oder ausgetauscht wird (vergleichbar mit den heutigen Android-Launchern).

Diese Architektur ist auch auf der Fuchsia Entwickler-Webseite zu finden und ein wichtiger Grundstein für den radikalen neuen Ansatz des Betriebssystems – und wie wir an Android sehen, wird auch dringend benötigt. Alle aktuellen Betriebssysteme wurden stets nur für eine Plattform entwickelt und tun sich sehr schwer damit, mit Veränderungen umzugehen. Das gilt für Windows genauso wie für Android oder auch die Apple-Betriebssysteme. Doch die digitale Welt ist in den letzten Jahren immer flexibler geworden.

Google arbeitet seit Jahren daran, Android modularer zu gestalten und dadurch die zahlreichen Update-Turbos überhaupt erst zu ermöglichen, wird es aber grundlegend niemals auf das Level von Fuchsia schaffen. Ein Neustart tut zwar immer weh, ist aber auch eine große Chance – und so schnell wird Android natürlich nicht verschwinden. Natürlich könnte auch Fuchsia eines Tages wieder in ein zu enges Korsett gezwängt sein, aber wenn Googles Pläne aufgehen, wird man auf Jahre hinweg das technisch führende Betriebssystem im Portfolio haben.

Es braucht ein Betriebssystem, das für alle Arten von Geräten geeignet ist, vom kleinen Wearable über Embedded Systems bis hin zu Systemen mit üppiger Hardware. Und natürlich auch für die Geräte, die es heute noch gar nicht gibt. Zauberwort absolute Flexibilität. Weil das eigentlich nicht möglich ist, setzt Google auf die Modularität und fügt einfach nur die benötigten Bausteine zusammen, die für den jeweiligen Einsatz benötigt werden.

Und das erklärt auch, warum selbst auf der Fuchsia-Webseite eher der Zircon-Kernel als Innovation gefeiert wird und weniger das gesamte Fuchsia-Projekt selbst. Schaut euch dazu auch Googles Erklärung an, was Fuchsia ist – und was es nicht ist.

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