首個全鏈路國產操作系統要誕生了,OpenCloudOS首度披露技術路線
原創在剛剛過去的2022 OpenCloudOS 社區開放日上,國產開源操作系統OpenCloudOS正式發布首個源社區(L1)項目及首個全量軟件包(L3)版本,并披露其技術研發路線圖。
圖片來源@網絡視頻截圖
據官方介紹,這意味著,OpenCloudOS將成為我國首個具備全鏈路國產化能力的服務器操作系統,可以為國內企業提供自主可控的上游版本,和滿足企業級穩定性需求的軟件供應版本。
OpenCloudOS的由來
2021年12月22日,OpenCloudOS操作系統開源社區正式成立,由操作系統及軟硬件廠商與個人開發者共同倡議發起,有20余家操作系統生態廠商及用戶成為首批創始單位。
據官方介紹,OpenCloudOS操作系統開源社區成立之初,即決定成為完全開放中立的開源社區,并已通過開放原子開源基金會的TOC評議,確認接受社區項目捐贈。
后續在基金會托管和監督下,OpenCloudOS將以標準開源社區模式運作,與社區參與單位共治共建。
換句話說,就是OpenCloudOS操作系統開源社區不存在廠商標簽,也不由任何一個單獨的廠商主導。
社區將打造全面中立、開放、安全、穩定易用、高性能的Linux服務器操作系統為目標,今年1月26日,開源操作系統社區OpenCloudOS宣布發布首個正式版本:OpenCloudOS 8.5。
據官方介紹,OpenCloudOS 8.5版本基于Linux內核自主研發設計,采用自動分區、格式化并安裝默認軟件包的自動化簡易安裝方式,默認不安裝圖形環境,用戶可按需手工安裝,能滿足絕大部分服務器場景的通用需求。
另外,OpenCloudOS針對云原生場景設計了一整套原創云原生特性,形成云原生內核,其典型特性包括以下幾方面。
(1)容器資源視圖隔離 (cgroupfs)
云原生場景中,容器的整體隔離性還不完整,/proc、/sys文件系統中的一些關鍵資源信息沒有完整的容器化,導致在物理機/虛擬機中的一些常用命令(比如 free / top )在容器中運行時,不能準確展示容器視角的信息。
OpenCloudOS內核增強了容器資源視圖隔離,實現了cpustat、cpuinfo、loadavg、meminfo、vmstat等關鍵資源視圖的隔離,同時支持iotop等實用工具,整體提升了容器隔離性。
(2)云原生SLI(容器視圖的專業指標)
從云原生的角度看,云原生SLI可以理解為針對云原生場景的、可用于觀測Service level的指標,具體來說即容器視角的的一些關鍵指標。
另一方面,現有Upstream Kernel在Cgroup基本的統計和監控還比較原始和粗糙,缺乏可用的、容器視角的SLI數據采集和抽象。
OpenCloudOS內核設計了云原生SLI,通過在內核中實時的搜集和計算(低開銷方式)提供SLI指標,供上層( K8s )使用。
(3)Monitor Buffer(常態化內核關鍵監控)
OpenCloudOS內核提供的云原生常態監控工具,用于監控干擾和抖動的內存區,當關鍵指標不符合預期(超限)時,自動記錄相關上下文信息,能有效捕獲隨機出現的異常上下文,解決業務隨機抖動的業界難題。
(4)ARM64 熱補丁
內核熱補丁技術是一種無需重啟服務器,即可實現修改內核運行時代碼的技術。OpenCloudOS基于Kpatch框架開發了ARM64熱補丁特性,完整提供了ARM64環境中的熱補丁解決方案,可在不影響業務正常運行的情況下,修復內核bug或者安全漏洞
(5)Page Cache Limit
Page Cache是Linux內核的一種文件緩存機制,可提升系統的讀寫性能。但是過多的文件緩存,會占用大量的系統內存,可能會導致各種系統問題。
OpenCloudOS實現了Page Cache Limit特性,可以解決因Page Cache過多導致的各種問題,同時可增強實現容器級別的Page Cache Limit(包括Slab Limit),可進一步增強容器的隔離性。
OpenCloudOS的現狀與未來
據官方介紹,目前OpenCloudOS社區管理機構如理事會、技術委員會(TOC)都已經成立,已有47家企業和機構參與社區共建,騰訊、英特爾、中興、京東云、OPPO、清華大學、北京大學等都是社區的重要成員。
此外,社區還組建了多個興趣小組(SIG),如合規SIG、發布SIG、基礎設施SIG等。
用戶態組件方面,OpenCloudOS預計將于2023年初發布V9第一個版本,V9版本將完全從Upstream社區構建和維護所有的軟件包,不依賴其他廠商和下游社區,與獨立演進的內核一起構成完整的L1社區。
然后由社區頭部廠商根據L1社區構建商業版本 (即L2版本),并各自在自己的應用場景中經過大規模應用驗證后,最終輸出穩定的企業級穩定OpenCloudOS 社區版本 (即L3版本,OpenCloudOS V9)。
換句話說,L1是一切發行版的上游“河流源頭”,投入大,更底層;L2是基于L1開發的“企業級穩定版本”,位于“河流的下游”,提供商業技術服務,滿足企業級需求;L3是基于L2的衍生版本,就像“河流下游的分支”,穩定性經企業級應用驗證,通常是面向社區的免費再發行版本。
后續,OpenCloudOS還將發布首個源社區正式版本(OpenCloudOS Stream 22.12)及第二個社區大版本,滿足企業自主可控的需求。
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國產操作系統之殤
無獨有偶,就在6月21日,被稱為操作系統“國家隊”的麒麟軟件宣布,在七位中國科學院、中國工程院院士的共同見證下,麒麟軟件與國內主流操作系統廠商、研究機構、社會組織攜手共創中國首個桌面操作系統根社區openKylin將于6月24日14:00正式發布。
實際上,自1999年4月8日,中國第一款基于Linux/Fedora的國產操作系統Xteam Linux 1.0 發布以來,中國在本土操作系統領域的探索已長達二十余年,藍點(Blue Point)、紅旗(Red Flag)等國產操作系統都曾寄托了不少國人的期望,即便現在市面上能查詢到的“國產操作系統”也至少有15種。
然而可惜的是,目前真正能長期堅持版本迭代的只有麒麟軟件、統信軟件和中科方德三家,大部分國產系統由于諸多原因,未能形成足夠的市場影響力,難逃“誕生—短暫輝煌—迅速衰落”的周期。
操作系統之難,不完全是技術上的,形成良性循環的軟硬件生態可能是更為重要的因素,Windows的發展歷程就是一個典型案例。
盡管在高層的推動下,國產操作系統在政企用戶市場已經破冰,但在個人消費市場,國產操作系統的表現乏善可陳:最近5年,即便在國內,所有國產操作系統的市場占有率加起來也不足百分之五。
好在,國內開發者對國產操作系統還不是完全無感。
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總體而言,長期以來,我國操作系統產業處于“多、小、散”的狀態,操作系統也成為我國被“卡脖子”的關鍵技術之一,操作系統OpenCloudOS的全鏈路國產化,讓我們看到了中國在基礎軟件領域突破被動局面的一道新曙光。當然OpenCloudOS未來的發展如何,我們還需要拭目以待。
參考鏈接:
https://www.sohu.com/a/559924896_362042
http://tech.cnr.cn/techph/20211223/t20211223_525695272.shtml
https://www.guancha.cn/economy/2022_06_15_644702.shtml