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迈向云时代,操作系统迎来新的发展格局

  • 2022-08-05
  • 本文字数:4430 字

    阅读完需:约 15 分钟

迈向云时代,操作系统迎来新的发展格局

2022 开放原子全球开源峰会 OpenAnolis 分论坛上,阿里云智能基础软件产品经理张鹏程做了《面向云时代的龙蜥操作系统,应对 CentOS 停服的最佳选择》的主题分享,介绍了操作系统产业迎来新发展格局,龙蜥致力于成为 CentOS 迁移的最佳选择等内容。本文为本次演讲内容整理。


阿里云智能基础软件产品经理 张鹏程

操作系统产业迎来的新发展格局


随着新一轮科技革命和产业变革的深入发展,数字经济成为继农业经济、工业经济之后的主要经济形态。数字经济发展速度之快、辐射范围之广、影响程度之深前所未有,正推动生产方式、生活方式和治理方式深刻变革,成为重组全球要素资源、重塑全球经济结构、改变全球竞争格局的关键力量。


当前,国家数字经济发展、关键信息基础设施数字化转型成为大势所趋,而在其中发挥关键性作用的是数字基础设施的建设。特别是十四五以来,我国数字经济发展规划尤其强调要加强“数字基建”,突出信息网络和信息技术,主抓云计算、5G、工业互联网、物联网等,这也将进一步推动计算产业的变革。



纵观计算产业的发展变革历史,可以看到数字基础设施的架构在不断迭代演进。基础设施环境从物理机到虚拟机再到容器化,应用架构从集中式单体应用到 SOA 服务化再到分布式微服务,研发模式也从瀑布式到敏捷精益和 DevOps,不断形成颠覆式创新成果,驱动着计算产业从主机时代迈向云时代。


但我们也注意到,操作系统这一层贯穿始终,操作系统面向计算机硬件的迅速发展,更好、更高效地管理硬件资源并充分发挥硬件资源所提供的计算能力;同时,面向新的应用需求场景,沉淀应用领域共性,提供更便利、易用的应用支撑,因而操作系统随着架构演进不断进化,始终发挥释放硬件潜能、激活软件生态的基石作用。



放眼当下的计算产业,在服务器市场和云市场 Linux OS 都占据统治地位,其中占比最高的 CentOS  在政务、电信、金融、能源、互联网等行业被广泛应用,而且很多国内的 Linux 操作系统商业发行版也大多依托于 CentOS 项目发展。CentOS 起源于对 RHEL 的复制,作为一个免费的社区版本供大家使用。


2020 年 12 月 CentOS 官方宣布计划停止维护 CentOS Linux 项目,CentOS 未来将会从 RHEL 复刻版本的 CentOS Linux 转向 CentOS Stream,成为了 RHEL 的上游。其中 CentOS 8 已经于 2021 年底停止服务支持,CentOS 7 也将在 2024 年 6 月 30 日停止技术服务支持。


CentOS 停服事件的发生,既对国内广泛应用 CentOS 的各行各业用户群体带来了严峻的挑战,同时也给国内操作系统产业的发展提供了新契机,国内操作系统领域也迎来了新发展格局。龙蜥社区也秉承着“共创数字化发展开源新基建”的使命,兼顾“兼容 CentOS 生态保障用户业务连续性”和“依托云计算场景自主创新”的技术路线,迈进高质量发展阶段。

龙蜥社区通过开源共建的方式打造龙蜥操作系统(Anolis OS)



在产品定位上,一方面立足当下,为了保障国内基础软件的供应安全,我们依托龙蜥社区打造好用的 Linux 发行版 Anolis OS,为 CentOS 停服打造兼容替换方案,通过无缝迁移保障业务连续性,并全面支持国芯架构和多云、混合云场景,满足国内用户的全场景需求;另一方面创造未来,我们始终坚信云是计算产业的未来,为了引领计算产业的创新和发展,我们基于云计算场景持续创新,促进云边端计算融合和核心技术发展,发展操作系统生态,构建基础软件竞争力,实现技术可控和领先性。


在运作模式上,通过理事单位的共同努力,龙蜥社区形成了协同开放的可持续发展模式。社区和理事会是龙蜥发展的土壤,并通过运营委员会、技术委员会等组织形成有效的社区治理机制;社区 SIG 组、创新项目、合作伙伴开源协作和 IP 共享为龙蜥发展提供源源不断的养分;龙蜥操作系统社区版和下游衍生版以及上游贡献是高质量发展的丰硕果实。


在产品体系上,龙蜥操作系统分为社区版和衍生版,社区版提供免费下载和社区服务支持,衍生版既有操作系统厂商制作并提供商业服务的商业发行版,也有特定用户根据自身需要基于社区版定制衍生版用于自主演进。


在产品架构上,龙蜥操作系统基于云端场景优化打造的 ANCK 原生内核,在南向支持多计算架构和主流服务器硬件,在北向提供生态兼容和社区创新双路线的系统服务和应用生态,并结合社区合作伙伴提供行业解决方案。

龙蜥操作系统社区版的进化状态


立足当下,为了满足 CentOS 停服替代的广泛需求,Anolis OS 8 高度兼容 CentOS 软件生态,并提供 10 年 LTS 社区支持。最新版本 8.6 于今年 6 月正式发布,发布内容包括 ISO、虚拟机镜像和容器镜像。Anolis 8.6 支持 x86_64 和 aarch64 多计算架构,可以在 Intel、海光、飞腾、鲲鹏等多种硬件平台运行,并提供稳定、高性能、安全、可靠的操作系统支持,还有快捷易用的工具支持 CentOS 一键迁移,后面也会重点介绍迁移相关方案。



面向未来,我们基于分层分类理念,构建新一代龙蜥操作系统 Anolis OS 23。目前 PoC 版已在社区官网上线(链接见文末),正式版本将于 2023 年发布,它支持 X86、ARM-v9、RISC-V 等多种芯片架构,并集成更多核心自研组件,体现四新特点:


  • 选型新:直接基于国际上游,巩固原生社区定位,保持技术路线中立。

  • 能力新:全面支持下一代数据中心芯片,实现业内领先的产品化迭代节奏。

  • 技术新:引领业内最新云原生软件栈实践和事实标准(容器存储、CIPU、商密等)。

  • 协作新:基于分层分类理论,实现模块化系统架构,充分体现社区产业分工。


总结来说,在新发展格局的历史机遇下,龙蜥操作系统面向云时代坚持高质量发展,致力于打造“芯”“系”同频、云化创新、多快好省、安稳易用的操作系统产品。


在龙蜥操作系统产品化过程中,芯片和操作系统研发保持同频共振,有国内外优秀的芯片厂商共建社区,我们可以针对各类新型芯片做到比 RedHat 更快更全的支持和优化,在云场景下通过同源异构助力一云多芯,并坚持软硬协同实践自主创新路线。



云是计算产业的未来,因而龙蜥坚持基于云计算场景创新,打造 ANCK 原生内核,结合云原生技术体系进行全栈优化,大规模生产级别使用引领事实标准。通过阿里云上的数百款 PaaS、SaaS 类型云产品的打磨和优化,也将进一步丰富云上软件生态。


龙蜥操作系统(Anolis OS)的多、快、好、省表现在场景多,云上云下全覆盖;性能快,关键场景的端到端性能相比 CentOS 提升 50%,特别在云上弹性场景下有全球最快的启动性能;质量好,借助社区完善的基础设施全方位保障质量;成本省,借助资源隔离能力实现混部可以进一步提效降本。


而作为已经广泛应用于各类生产环境的服务器操作系统,安全合规是生命线,通过社区 CVE 服务及时修复漏洞,并支持全栈国密和云原生安全方案;稳定可靠是业务连续的基础,在云上百万级样本下实现低于 CentOS 50% 的宕机率;再借助 SysOM、SYSAK、KeenTune 等运维工具以及 CentOS 迁移工具,进一步为系统管理员提供方便、易用的体验。

如何应对 CentOS 迁移需求?


随着满足越来越多的 CentOS 迁移和替代需求,龙蜥社区的整体发展情况如下。通过龙蜥社区下载操作系统镜像的数量一年时间增长 5 倍,目前已突破 100 万;装机量也稳步上升,目前已突破 130 万;龙蜥社区累计服务的用户数量快速增长,目前已突破 30 万;同时社区的生态朋友圈不断拓宽边界,加入社区的合作伙伴数量超过 200 家。



对于迁移场景,我们总结下来有 3 种典型类型:


  • 一是仅替换迁移 CentOS 操作系统,保持软硬件和技术架构不变。

  • 二是在替换 CentOS 的同时完成系统的信创改造,涉及国芯架构的硬件和国产基础软件/应用软件适配。

  • 三是完成整体系统的云化改造,操作系统需要支持云化或容器化部署。


对于关键诉求和挑战,也有 3 种典型需求:


  • 一是关注兼容性,避免对存量在行业务产生影响。

  • 二是关注投入成本和服务保障,如果单纯替换不产生直接的业务价值,希望尽量控制投入并有服务保障。

  • 三是关注功能、性能、稳定性,避免迁移之后出现体验降级的影响。


对于运行环境,也是 3 种典型形态,物理机、虚拟机、容器镜像的形态都要能满足替换 CentOS 的需求。


那么针对这些替换和迁移 CentOS 的场景、诉求、挑战,龙蜥社区综合自身积累的多年经验,为广大用户提供整体方案。



通过系统化的 AOMS 解决方案,帮助用户提高迁移效率,降低迁移成本;通过完备的配套工具,为事前评估、事中迁移、事后调优的全周期提供保障,并利用软硬件兼容性验证平台消除系统切换风险;通过 LTS 长期稳定支持,让社区用户和合作伙伴得到持续的服务保障;通过大规模云场景打磨验证,让龙蜥操作系统的性能、稳定性、易管理性都达到领先水平;通过持续的自主创新,形成了龙蜥的差异化技术优势,适用于更多创新应用场景;通过在政务、金融、电信、能源等多个行业积累的迁移实践经验,也有助于帮助更广泛的用户进行 CentOS 迁移。


具体 CentOS 到 Anolis OS 的迁移,有三种典型路径:


针对 CentOS 7,可以选择迁移到 Anolis OS 7 或 8。第一条路径,从 CentOS 7 到 Anolis OS 7 可以实现无缝迁移,适用于需要最大化兼容原有环境的情况,这个迁移路径的收益是迁移成本最低,但考虑到 Anolis OS 7 的 LTS 时间为 2024 年 6 月,因而未来可能需要考虑进行操作系统升级工作;第二条路径,从 CentOS 7 到 Anolis OS  8,可以先利用迁移工具来评估系统对 Anolis 8 的兼容程度,根据评估报告设计针对性迁移方案,并利用迁移工具自动对操作系统执行升级,虽然这个过程可能涉及到应用的适配改造,但可以获得更新的操作系统和持续到 2031 年的 LTS 长期服务支持。



针对 CentOS 8,可以选择迁移到 Anolis OS 8,也就是对应第三条路径,实现无缝迁移。在迁移过程中,通过龙蜥迁移工具可以进行辅助兼容性分析,而在实施迁移的环境,可以根据系统的实际情况来选择进行轮转迁移或原地迁移。


如果原系统采用集群架构可以做横向扩缩容,或对 OS 底层变更敏感的如 C/C++ 类程序语言编写的业务,那么建议采用轮转升级或利用新建节点替换原有节点来完成迁移;如果原系统是对 OS 底层变更不敏感的业务,比如 JAVA 类程序,JDK 做了对底层 OS 的适配,只要迁移前后 JDK 版本一致,OS 的迁移不会影响到业务的运行,那么可以实现原地迁移,一键平滑迁移到 Anolis OS。



举个例子,有的项目迁移规模非常大,在一个月内完成了混合云平台上 21 个子系统、182 个应用、500+ 节点全量替换,保障业务连续运行;还有的项目会涉及非常深的技术栈,运用龙蜥替换 CentOS 并在云计算、数据库、大数据、中间件、AI 以及专业化业务组件上保持兼容。



如今,龙蜥操作系统(Anolis OS )及衍生版已经在各行各业得到广泛应用,运行环境涉及物理机、虚拟化、云计算和云原生等各类场景,行业也覆盖政务、金融、运营商、交通、能源等千行百业。在落地实践中,有的项目牵涉领域十分广泛,涉及云平台、业务支撑系统、信息管理系统等,涵盖了生产、管理、服务等多个领域。



龙蜥社区正在持续进行广泛的共研创新和技术赋能,通过社区版、商业发行版、企业定制版等多样性产品矩阵,为更广泛的用户提供全面服务支持,在保障国内基础软件供应安全的基础上,促进云边端计算融合和核心技术发展,与龙蜥社区用户携手迈进云时代。

2022-08-05 11:482739

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