操作系统的智能化发展状况

作者：张群英 鲁媛媛 张彤

欢迎访问e展厅 展厅 4 电脑/软件/周边产品展厅 瘦客户机, 机架服务器, 塔式服务器, 刀片服务器, 商用电脑, ... 什么是操作系统的智能化？操作系统的智能化表现在哪些方面？ 操作系统的智能化给我们带来了操作便利、管理更自动化，还给我们带来了一个好处，那就是提升服务器的使用率。 什么是操作系统的智能化？操作系统的智能化表现在哪些方面？ 从几家主要的操作系统厂商以及用户的角度来看，目前还缺乏一个标准的定义。但是，从厂商对各自操作系统不断的改进以及用户对操作系统的期望，我们可以这样理解操作系统的智能化所包含的内容：就是要让操作系统本身尽可能多地自动完成与底层硬件的通信、与上层中间件的交流，尽可能少地对整个系统进行人工干预，从而使我们对IT系统的管理更加便利、操作更加简单、人机交互界面更加人性化、系统的安全性更高等。 另外，操作系统从本机管理到跨机管理，再到打破物理化的区隔等，正朝着虚拟化的方向发展。在功能方面，操作系统也经历了开始的简单预警报告到不仅可以提供预警报告，还可以进行纠错，再到后来实现不脱机情况下纠错的功能，这些功能维持了系统较高的在线水平，今后将朝着更加自动化的方向发展。 体现在用户端，操作系统的智能化表现在“自我”能力、虚拟以及可操作性方面的提升，另外系统本身对外界侵害的防范能力也在不断提升。还有一点值得注意的是，随着操作系统的“智商”越来越高，已经可以协助整个系统实现“按需计算”了——对用户来说，这就是厂商提供的“容量规划”功能。 从功能划分上，我们可以将“自我能力”、虚拟能力以及容量规划等归纳在可管理性中。 可管理性越来越高 Unix操作系统 IBM公司互联网服务器部大中华区产品经理李红对“操作系统智能化”有自己的理解。她认为，现在所谓的“操作系统智能化”主要体现在系统的自我管理、自我恢复、自我配置、自我保护等能力方面。按照IBM的定义，自我管理，其实就是希望操作系统能够做到自我诊断和自我管理，从而延长平均无故障时间；而自我恢复，就是在“自诊断”报告使系统检测到问题时迅速做出修正行动，以自行恢复，进而保持最大的正常工作时间；自我配置就是负载平衡概念的进一步提升，希望操作系统能够自动调整系统中的资源配置，达到更加有效的工作负载平衡；所谓自我保护，就是通过操作系统的自我检测功能，提高整个系统的免疫能力，在一个小错误出现的时候，就能够进行检测，并发出警告，避免出现小操作发展成导致整个服务器瘫痪的大故障。 从目前市场状况来看，还没有一个操作系统能够完整地做到上述四条，但是，从Unix领域的“三剑客”IBM、HP和Sun近一段时间发布的版本来看，大家都是朝着这个方面努力的。 “自我”能力 以IBM的Unix操作系统AIX 5L为例，其中具有数千个报告点，这些报告点作为持续运行的端点向“大脑”发送“痛苦信号”以判断系统中的问题。这样的“自诊断”报告能力使系统能够在检测到问题时迅速做出修正行动，自行恢复、改正问题。 Sun公司将于下半年发布Solaris 10，与Solaris 9相比，这个版本将增加先兆性自愈技术，可以使软件和硬件的故障都能做到自动隔离、诊断和自愈。另外，Solaris 10还将具备动态跟踪功能，为实时分析和诊断系统提供强大的能力。 可以看出，各Unix厂商注重系统的“自我能力”，其目的就是为了减少人工干预，使管理变得更加简便。对于拥有大规模IT系统的企业，或是缺乏IT管理人员的中小型企业来说，操作系统在“自我能力”方面取得的新成就，具有很高的实用价值。 虚拟能力 不久前，HP公司宣布推出一个名为“虚拟服务器环境”的项目，称该环境可以根据每个应用的服务目标和优先级，来动态增长或者减少每个应用所需要的资源配置，从而可以实现对服务器资源的自动化智能管理，提高服务器的使用效率。 在“虚拟服务器环境”中，HP强调虚拟是智能管理基础。HP-UX服务器虚拟化技术包括了资源管理、分区、按需供应、集群、快速部署等技术，通过这些技术，可以使操作系统具备自我管理、自我保护等“智能化”的特性，应该说，这与IBM的“电子蜥蜴”计划有着异曲同工之妙。 按照李红的介绍，AIX 5L之所以能够在一定程度上达到自我管理、自我配置、自我诊断、自我保护等“高智商”的功能和性能，虚拟化技术是其中非常关键的一个要素。例如，通过在AIX 5L 5.2中引入动态逻辑分区（DLPAR），使得在一个单一p系列服务器上运行AIX 5L和Linux的多个独立操作系统映像成为可能。利用DLPAR，用户可以在一个服务器的内部创建多个虚拟服务器，并能够从活动分区中动态地添加和删除处理器、物理内存和I/O插槽。 Sun公司也宣布将在其新一代操作系统Solaris 10中采用新的软件分区技术N1 Grid Containers，Sun宣布借助该技术，用户可以创建多达4000 个安全、无故障的软件分区，每一分区都有自己的 IP 地址、存储空间、文件区、主机名及根密码。 逻辑分区技术使得操作系统更加灵活，从开始的静态逻辑分区到后来的动态逻辑分区，再到目前的脱离开某个CPU的的分区，都体现着虚拟化的趋势。 容量规划 Unix操作系统越来越“智能”的重要表现之一，就是强调通过操作系统的激活功能按照应用需求来调配整个计算机的资源。当然，各个公司的叫法有所区别，例如IBM称为“随需应变”、HP称为“按需计算”等。 这实际上是操作系统加强与底层硬件进行交流的智能程度。 必须指出的一点是，如果厂商只强调其芯片具有这种动态调配资源的按需功能，或者只强调其操作系统具备“随需应变”的功能，那么这种“智能化”对用户来，实际上并没有太大的意义。因为，操作系统的“按需”功能，必须与芯片相应的功能相匹配，才能够达到真正的“按需”激活功能。 以IBM的AIX 5L V5.2为例，该操作系统在p650、p670和p690系统上推出了动态随需应变容量升级（CUoD）功能，允许客户在进行系统安装时安装比初始需要数量更多的处理器，保持这些处理器（处于休眠状态）直至业务的增长要求将其激活。CUoD允许系统管理员在不中断系统运行的情况下将新激活的处理器动态分配给各个分区。 操作系统能够在需要时激活更多的系统资源，包括CPU、内存等，这一点是以前的操作系统根本不具备的功能，使用户可以对系统容量进行规划性的使用，对于那些一年中有若干个业务高峰、平时的业务量又相对稳定的用户来说，这个功能将使他们脱离买一堆服务器但是平时又闲置的苦恼，一方面节省成本，另一方面也可以减少管理上的复杂度。 Windows系统 相对来说，Windows操作系统比较友好，对于企业的网管人员来说上手也很容易，这对企业来说确实大大降低了成本，且Windows操作系统对于用户可调节或配置的选择很少，这在一定的程度上也体现了“智能化”的特点。 微软在Windows Server 2003中添加了许多全新的特性，比如“卷影复制服务”就是其中之一。管理人员一旦在驱动器中启用该项服务，服务器就会定期对驱动器进行快照记录。终端用户可以利用这一特性恢复已被删除的文件，甚至在必要的情况下将系统还原到旧的版本。 可操作性 Unix系统 对于系统管理员和应用软件开发人员来讲，操作系统的可操作性与他们的工作量是息息相关的，所以这一点，就格外受到他们的关注。 在最新的HP-UX 11i中，就有许多“小小的”更新，使用户在操作整个系统方面，更加得心应手。例如，可以联机更换风扇、电源、I/O卡、内容及CPU，无需关闭系统。另外，HP-UX 11i还增加了系统管理产品如EMS，可以监控关键系统资源并在系统资源发生故障或低于临界阈值时，以各种方式向系统管理员发出警报。HP-UX 11i还通过与Veritas文件系统的捆绑，提供了在线文件系统管理功能，可以提供更快速恢复文件系统的基本日志文件系统。 对用户来说，类似的功能可以大大便利其对整个系统的操作。 可操作性的“智能”方面，还表现在Unix系统的安装越来越容易，需要用户设置的参数也越来越少。同时，各厂商的Unix系统都在嵌入越来越多带有行业标准API的开放源代码工具、Java工具以及其他开放性质的开发工具，使应用软件开发人员的开发难度不断降低。 当然，上面的例子，只是操作系统通过“智商”的增加来增加系统可操作性的一个方面。实际上，Unix系统在图形化操作界面、更友好的人机交互方式、更全面的提示预警功能方面，在不断加强。 Windows系统 Windows系统可操作性一向都做得比较出色，对于一般用户而言，都不是一件复杂的事情，安装Windows Server 2003也不例外。 不过，与安装以前的Windows版本不同的是，在用户安装了Windows Server 2003之后，还必须激活系统。这在一定程度上也体现了Windows系统的“智能化”特性。 Windows Server 2003还有一个值得关注的特点是，微软借用硬件系统中总线的概念，将新技术和新应用做成插件，随时可以插入操作系统中。从而使得Windows Server 2003成为性能和功能上“动态更新”的操作系统，同时也保障了用户的投资回报，这也是Windows越来越“智能化”的一个表现。 除了带来操作便利、管理更自动化以外，操作系统智能化还带来了一个好处，那就是提升服务器的使用率。通常情况下，不论是Unix服务器还是Windows服务器，其使用率只有20%左右，这种局限性已经导致了很多用户的不满情绪。目前，不论IBM还是HP、Sun或者其他厂商的一个基本观点是，虚拟化技术为操作系统带来更多的智能化和自动化特性，可以在一定程度上解决这个问题。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (11/18/2004)