北京电子科技学院教授张晓昆:国产及开源操作系统现状与发展建议

2022-11-11 15:51:58  来源:

摘要:操作系统是构建计算产业硬件和软件生态的枢纽,涉及多厂家技术的协同,建议参考国外最佳实践,国内硬件厂家和操作系统厂家共同构建国内自主的开源社区。
关键词: 数字化,信息技术应用创新,国产及开源操作系统
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国外主流服务器操作系统现状
 
国外服务器操作系统主流采用Linux 发行版和微软的Windows Server。
 
TOP
服务器 OS
技术体系 所属组织 国家 人员规模 市场地位 产品特色
Windows Se rver  
Windows
微软
Microsoft
 
美国
140000 人 服务器市场占半壁江山 “图形化界面,易于使用仅支持 x86-64 架构”
 
 
Red Hat En terprise Lin ux
 
 
Linux
 
 
红帽
Red Hat
 
 
美国
 
 
12600 人
 
 
服务器市场
Linux No.1
订阅收费,派生版本有 CentOS、Fed ora、Scientific Linux 及 Oracle Linux 等支 持 x86,Power ISA,Arm64,IBM Z,IBM Power 架构
SUSE Lin
ux Enterpri se
 
Linux
 
SUSE Lin
ux
 
德国
 
1400 人
老 牌 厂 家, 份额逐步被红帽抢占 订阅收 费, 支持x86, s390x, Power PC, aarch32, aarch64 架构
 
 
Ubuntu
 
 
Debian
 
 
科能
Canonical
 
 
英国
 
 
600 人
当前最多用户 的 Linux 版 本, 用户数超过 10 亿人( 含服务器手机与其分支版本 )。 以桌面应用为主的Linux 发行版,支持x86,Arm 架构
 
 
Debian GNU/Lin ux
 
 
 
Linux
 
 
自由软件基金 会
Linux 基金会
 
 
 

美国
 
 
1000 个人开发者
 
 
完全开源
完全由自由软件组成, 采用 Linux 内核或者 FreeBSD 内核,附带超过 59000 个软件 包, 支持Arm,  IA-32, IA-64, x86-64, PowerPC, pp c64el,  MIPS,  IBM Z架构
 
 
Solaris
 
 
Unix
 
 
甲骨文
Oracle
 
 
美国
 
 
130000 人
最大市场份额 的 Unix 专用于 Ora cle 服务 器, 市场占比不断减少 支 持 SPARC、x86
架构
 
国产主流服务器操作系统现状
 
国产的主流服务器操作系统超过 10 种,多以 Linux 发行版为基础二次开发。
 
TOP
服务器 OS
技术体系 所属公司 人员规模 市场地位 产品特色
中标麒麟(Neo Kylin) CentOS (Red Hat) 中标软件有限公司 400人 目前市占率最大的国产操作系统, 主打党政军以及银行市场 发展最为成熟的国产操作系统包括桌面、服务器、安全操作系统等多类型产品,支持龙芯、飞腾、鲲鹏、申威等国产 CPU,兼容 x86 架构
银河麒麟
(Kylin)
Ubuntu 天津麒麟信息技术有限公司 300人 适配飞腾打造PK 体系,应用于电网、党政涉密以及超算领域 具有服务器、桌面和嵌入式三个系列产品,麒麟云等云计算 、云桌面等产品支持Arm 、Alpha 、x86 架构”
深度
Linux(Deepin)
Debian 武汉深之度科技有限公司 200人 非国资背景,全主打商业市场 包含服务器、桌面两个版本,桌面场景优势明显, 兼容大量 Windows 和 Android 应用, 界面友好, 全主打商业市场 家桶应用支持(深度音乐,深度翻译等) 支持龙芯、飞腾、鲲鹏、申威、兆芯、海光 CPU
统一操作系统
(UOS)
Debian 统信软件技术有限公司   2019.12 月发布由国内多家操作系统厂家联合开发 Deepin 是 UOS 的 社 区版, 体验与 Deepin 类似 包含服务器、 桌 面 两 个 版 本,支持龙芯、飞腾、鲲鹏、兆芯、海光、申威 CPU
 
开源操作系统
 
RedHat
RedHat 是开源社区的先驱,分成上游前导开发者社区 Fedora 和下游用户社区 CentOS 两层模式,进行技术孵化和开源版本迭代。RedHat 开源社区治理策略包括:
 
· Fedora 社区面向开发者,承载开源开发态运作工作,吸收开源创新并快速迭代验证;
· RHEL 主打商业产品,由 RedHat 公司面向企业用户企业发行版本;
· CentOS 社区提供免费的稳定版本,提供给其他开源社区使用,用于构建红帽系生态;
· 采用 Upstream First 原则,代码修改 / 通用测试用例推送上游社区,极少有私有修改;
 
CentOS 与 RHEL 的区别为:
o RHEL 是收费版,CentOS 是免费版;
o CentOS 代码 / 文档等实体内容不包含任何红帽相关的名称及描述;
o CentOS 不提供商业服务(咨询、支持、认证等),无 SLA(Service Level Agreement 服务等级协议)承诺;
o CentOS 的发布及维护(补丁修复等)均晚于 RHEL 4 至 6 周。
 
强大的技术集成能力和持续的高强度资源投入是RedHat 成功的关键要素。例如,它能对 9000 个软件包实施集成开发,整合成Fedora 社区版本计划,开发周期“大约是 6 个月”,维护周期 13 个月;已累计支付超过 25 亿美元用于收购相关公司并全部贡献给开源社区。
 
SUSE
SUSE 开源运营由 openSUSE 作为上游前导式社区,迭代演进来支撑商业版本的发布。SUSE 开源社区治理策略包括:
· openSUSE 构建社区,选取上游开源社区稳定版本组件;
· Tumbleweed 吸收开源最新的日级发布版本,Leap 提供相对稳定的社区发行版本;
· SLE 商业版本选取某时间点的 Leap 版本,经过商业级开发测试流程构建发布;
· 采用 Upstream First 原则,代码修改 / 通用测试用例推送上游社区、极少有私有修改。
 
Ubuntu
Ubuntu 从开源的桌面 OS 发展至今,一直没有形成有效的商业模式。它经历了从早期的桌面端 OEM 授权、服务器 OS、手机系统定制,到近年的云服务及订阅模式。Ubuntu 开源社区治理策略包括:
 
· Ubuntu 自身没有前导社区,直接依赖开源社区和 Debian 社区的开源组件;
· 无单独商业版本,社区版本和商业版本归一化发布,但是一部分软件包会归入只有社区支持的分类,商业版不会提供支持;
· Ubuntu 和社区共同开发,开发过程公开,社区治理 Ubuntu有绝对控制权。
 
国内操作系统研发单位
 
麒麟软件有限公司
麒麟软件有限公司(简称“麒麟软件”)由中国电子信息产业集团有限公司旗下两家操作系统公司:中标软件有限公司和天津麒麟信息技术有限公司于 2019 年联合成立,注册资本 1.94 亿元。在天津、北京、上海、长沙、广州、太原、郑州、成都、西安、沈阳等地设有分支机构,服务网点遍布全国 31 个省会城市。
麒麟软件以安全可信操作系统技术为核心,旗下拥有“中标麒麟”、“银河麒麟”两大产品品牌,既面向通用领域打造安全创新操 作系统和相应解决方案,又面向国防专用领域打造高安全高可靠操 作系统和解决方案,现已形成了服务器操作系统、桌面操作系统、嵌入式操作系统、麒麟云等产品,能够同时支持飞腾、龙芯、申威、兆芯、海光、鲲鹏等国产 CPU。企业坚持开放合作打造产业生态, 为客户提供完整的国产化解决方案。旗下的操作系统系列产品,在 党政、国防、金融、电信、能源、交通、教育、医疗等行业获得广 泛应用。根据赛迪顾问统计,麒麟软件旗下操作系统产品,连续 8 年位列中国 Linux 市场占有率第一名。
 
统信软件技术有限公司
统信软件技术有限公司(简称“统信软件”)由国内 4 家操作系统厂家(武汉深之度科技有限公司、中国电子集团、南京诚迈科技、中兴新支点)于 2019 年联合成立,注册资本 4.59 亿元。总部设立在北京,在武汉、上海、广州、南京等地设立了运营中心、研发中心和通用软硬件适配认证中心。其子公司武汉深之度科技有限公司(简称“深度科技”)为 100% 全内资企业,2004 年开始专注在基于 Linux 操作系统的研发与技术储备,2011 年成立公司开始规模化研发,2014 年 10 月开始参与国家安全可控相关市场的工作。
统信软件主要研发基于 Linux 内核的深度操作系统软件产品, 并向行业企业用户提供基于Linux 操作系统的解决方案、技术支持和咨询培训等服务,致力于为不同行业的用户提供安全稳定、智能 易用的操作系统产品与解决方案。作为国内顶尖的 Linux 研发团队, 拥有操作系统研发、行业定制、国际化、迁移和适配、交互设计、咨询服务等多方面专业人才,能够满足不同用户和应用场景对操作 系统产品的广泛需求。当前基于国产芯片架构的操作系统产品已经 和龙芯、飞腾、申威、鲲鹏、兆芯、海光等芯片厂商开展了广泛和 深入的合作,与国内各主流整机厂商,以及数百家国内外软件厂商展开了全方位的兼容性适配工作。
 
华为技术有限公司
华为积极服务 IT 领域,专注于 IT 解决方案的核心:操作系统、数据库、CPU 芯片,AI 芯片 / 加速器、服务器及配套系统软件研发服务。华为投入研发了开放的企业级 Linux 操作系统软件欧拉OS(EulerOS)。欧拉 OS 在安全、可靠、性能、容器、存储,以及 管理工具等技术方向持续深耕,满足 IT 基础设施和云计算服务等多业务场景需求。欧拉 OS 通过了公安部信息安全技术操作系统安全技术要求三级认证和国际权威的 CC EAL4+ 认证。使能系统版本所有安全编译选项,并实现了针对已知 CVEA 的 100% 覆盖。华为积极参与 Linux 内核核心开源社区建设,迄今已向社区贡献超过25 万行代码,7000 余个补丁,名列国内企业贡献度第一。
openEuler 项目来源于华为服务器操作系统 EulerOS,2019 年9 月 18 日宣布开源,同时上线了 openEuler 开源社区,12 月 31 日开放了 openEuler 源码,源码托管于 Gitee 平台。华为的 openEuler 不做商业版本,其主要基于鲲鹏生态,聚焦基础软件与芯片等领域 实现商业诉求,而合作的操作系统软件提供商可基于 LTS(Long Term  Support,长期支持)版本做任何自己想要的发行版,包括创造一些特性,打造差异化竞争力,并实现商业变现。华为通过 ope nEuler 开源社区将操作系统能力对外开放,国内的操作系统厂商可以基于社区版本提供商业发行版,满足各行各业市场的差异化需求。
2020 年 3 月 27 日在华为开发者大会上,华为与麒麟软件、普华基础软件、统信软件、中科院软件所共同宣布基于 openEuler 的商用版本操作系统正式发布。首批参与的操作系统包括银河麒麟服务器操作系统 V7.6,普华服务器操作系统 V5.1(鲲鹏版)、深度欧拉 V1.0 以及傲徕服务器操作系统 1.0。
 
操作系统技术创新应用建议
 
操作系统是核心基础软件之一,其自主化程度十分重要。国产操作系统大都基于 Linux 内核,扩展出发行版。这些操作系统功能大同小异,但扩展内核的技术水平、持续服务保障、解决方案配套等方面却有较大差异。实施操作系统信息技术创新应用,可从以下几个方面考虑:
 
 Linux 内核的掌握、理解、扩展水平:Linux 内核是 Linux 操作系统发行版最核心的部分,它提供其它组件所依赖的基础功能。Linux 核心开源社区对合入的代码有严格的质量要求。对 Linux 内核贡献代码及补丁是世界各大主流操作系统厂商拓展技术生态、完成技术对接的主流方法,更直接反应其技术水平,以及对内核的理解和掌握水平。在为客户提供技术服务时, 对内核的理解将决定问题的定位和排除效率,进而决定服务质量。
服务保障水平:补丁是操作系统持续提供服务的最重要保障手段。成熟的操作系统服务商可应用整套漏洞披露流程,主动向社会公众披露特定发行版的漏洞,提醒用户安装补丁、更新组件。漏洞披露与补丁是一项系统性的服务。操作系统提供商需设立并执行漏洞披露规范,补丁设计、实现、测试规程,按照软件研发的严格程序,实施补丁设计、开发、发布、下载、安装使能等程序,并符合国际通行的流程服务规则。服务保障水平在很大程度上决定了操作系统用户业务的稳定与可持续性。
解决方案配套水平:用户的业务逻辑,不仅依赖操作系统,也依赖包括计算设施硬件、数据库、云计算平台等在内的全栈解决方案。作为承上启下的重要部件,操作系统对硬件的适配及其能力的激发,对上层数据库软件、云计算平台软件的支持能力决定了它的应用效能。硬件方面的核心是计算芯片(通用处理器芯片和专用 AI 加速芯片)。在这方面,当前具备自主研制、升级换代、规模化持续供应能力的国内厂家不多,因此,国产操作系统应首先对国产处理器、服务器提供良好支持;软件方面,与国产数据库、云计算平台的适配、调优也是保障应用的关键因素。对国产软硬件全栈的支持及配套供应能力是实施操作系统信息技术创新应用的重要指标。
操作系统开源:操作系统是构建计算产业硬件和软件生态的枢纽,涉及多厂家技术的协同,建议参考国外最佳实践,国内硬件厂家和操作系统厂家共同构建国内自主的开源社区。一方面保持开放,与国际的linux 内核最大程度保持同步;另一方面针对软件生态落后的局面, 聚合国内厂家在基础软件、中间件、加速库等生态方面的共建与共享。在此基础上构建操作系统服务标准体系,牵引国内的操作系统厂家提升服务客户的技术能力。

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责编:zhanghy

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