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CECC云计算论坛报告(03):龙蜥开源,助力国产操作系统产教融合与人才培养

阿里学报 2022-04-03
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随着计算和数据加速向云上迁移,硬件正因云而定义,软件正基于云来重构,云、网、端开始深度融合,一个以云为核心的新型计算体系结构正在形成,一个以云原生技术推动的全云开发的时代正在到来,云计算将真正成为新型基础设施建设的“操作系统”。在这个万物皆可云的时代,阿里云呼吁高校计算机教育的核心知识体系应因云而变,随云演进,计算机人才的工程素养提升也应以云为基,乘云致远。 



本文整理自阿里云技术专家周鹏在中国计算机教育大会上做的报告,主要分享了龙蜥社区(OpenAnolis)在操作系统技术创新、系统研发、生态建设、开源开放治理,以及龙蜥操作系统(AnolisOS)产品化等方面取得的进展,并发布龙蜥操作系统人才培养合作计划。



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龙蜥社区简介

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 龙蜥操作系统(Anolis OS)的起源


龙蜥社区的开发是为了满足自主创新到开源共建的需求。

他的内生动力来自于2010-2017年的时候,阿里集团内部数据中心的操作系统自研替代的一些需求,开始了自研计划,进行业务迁移和定制创新,包括软件包自主构建、新型计算平台硬件研发支持节奏业界领先、历经8年完成集团数据中心操作系统自研替换、阿里云Linux数据中心100%覆盖。与国际厂商竞争,体现出系列的优势,历经8年时间完成了集团数据中心的一个资源替换。

第二阶段2017-2020阿里云产品化输出,就是从集团内部走向阿里云产品化输出,这个阶段不仅仅是在集团内部用,而且要在阿里云上满足用户需求,这一块主要是对外发布阿里云的第六个操作系统,包括内核的自主演进,还有针对用户特性的一些定制,包括迁云适配和用户定制。对外发布阿里云Linux、基于Linux内核自主演进。当时有两个显著的领先优势,一是在性能上优于CentOs操作系统产品,阿里云Linux市场份额第二。二是在宕机率上,就是在稳定可靠上要领先于CentOs,也就是现在我们所知道叫新一代阿里云LinuxAlibaba Cloud Linux 2

第三阶段2020年到现在,阿里云联合国内外厂商成立了龙蜥社区(OpenAnolis),通过开源对云化技术进行共同建设和维护,提供兼容和创新的基础,走兼容+社区创新双路线。一方面解决用户牵引的问题,另外还要打造技术竞争力,提供差异化解决方案,提供用户平滑迁移路径,依托龙蜥社区发布Anolis Os

龙蜥社区是一个开源社区,通过龙蜥社区我们把一系列原生根技术创新技术来孵化,通过社区共同建设共同打磨,社区成立之后发布了龙蜥操作系统。


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 龙蜥社区愿景


龙蜥社区的成立有个愿景,是一个非盈利性质的操作系统开源社区,是联合企事业单位、高等院校、科研单位、非营利性组织、个人等,按照自愿、平等、开放、协作原则成立的非盈利性操作系统开源社区。为了构建国内主导的Linux操作系统开源社区及操作系统技术创新平台,推动软、硬件及应用生态繁荣发展。

  • 短期目标是开发龙蜥操作系统(Anolis OS)作为CentOS停服应对方案,重新构建一个兼容国际Linux主流厂商发行版。

  • 中长期目标是探索打造一个面向未来的操作系统,建立统一的开源操作系统生态,孵化创新开源项目,繁荣开源生态。

这两个目标是并驾齐驱的,或者是相互交叉的,并不是说一前一后分裂开的,短期目标就是很现实,要解决所有操作系统数据。首先必须解决国内的一些现实的问题,超级层的现实性问题,比如像圣罗斯庭夫事件,类似的一系列的短期问题的解决。但是我们在解决短期问题的时候,他不仅仅是帮用户做一个简单的迁移,要考虑到技术创新、技术的特性和差异化,一定要有自己的优势在里面。如果用户选择我们,那么就要考虑到,你这个方案能够给用户带来哪些竞争力,这竞争力就是我们技术创新的地方。

归根结底我们要通过创新引领的方式来构建一个面向未来的操作,解决卡脖问题最关键还是要靠创新,也就是只有当你去引领创新的时候,才能成为引领者、生产者,而不是一个消费者,这个时候你才能够不被淘汰。所以说最终的一个长期目标是要面向未来国际引领操作系统技术创新,是龙蜥社区的最根本性问题。



技术愿景一般是相对来说比较具体的,是能看得见摸得着的。Anolis OS为基本系统,支持完整的云计算基础设施和完善的应用生态,构建领先技术,推动云、边、端的软、硬一体发展。

从纵向来看,硬件的生态的建设,还包括现在硬件正处于创新前沿,领域定制化的一个硬件创新的兴起,就硬件这一块要打造一个国产处理器和业界指令级的一个完整的大生态。另外在软件生态更多是需要我们做技术创新,往往会对发展产生一些限制。

目前的龙蜥社区面向软件生态这块发展出自己特色积累,形成了生态级的一些创新技术,比如像信息安全。第二个就是在高性能上,比如像计算存储、网络高性能的方面有特色、有优势。还在基础性的编程语言编译器,云原声Java、内核、运行环境上编程范式上是有些优势的,包括一些容器、虚拟化这样一些偏底层的技术上都有形成一些生态级的一些创新,有一些可观的成果。

然后在横向上,要作为一个云、边、端一体,覆盖多场景的一套技术生态,包括基本的服务器操作系统要有创新性差异化,还要有符合业界的一些兼容性标准,往横向扩展要提供云集团的技术设施,比如虚拟化的容器从spass,从云到iotaiot这样的一系列边缘云。然后在应用生态必须解决应用需求,比如像AI、大数据库、大数据。

除了有开源的应用生态,还要适配国产化应用的生态,这样横向就构成一个云、边、端一体的覆盖多场景的融合性基础解决方案。


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 龙蜥社区定位


龙蜥社区是一个Linux操作系统发行版的原生技术社区。

原生技术社区是一个什么概念,这个概念是国内做操作系统社区跟国际对标的,比如像FedoraDebian等有相似的地方,同时又有更富有挑战性的地方。

在国内作为一个操作系统的发行版原生技术社区,需要解决三个层面的问题,三个层次架构。这个社区主要解决什么问题呢?比如像社区的治理共建、治理制度,社区的基础设施、基础设置,比如像构建、集成、测试这样的社区级的公共服务。另外社区有社区的标准规范,还有社区长期要想发展需要一个安全治理合规。开源治理合规,一系列的知识产权,一套的规章加工具等等,这就构成了一个翻新版社区的整个核心。

第二就比如像我们的国密软件栈,是全栈生态级的一个成果,还有机密工具、容器还有机密计算,中间件还有外部引擎,有供给俄罗斯,已经取得一些可观的成果。

第三个就是下游,下游我们必须在社区做技术创新,通过商业化有一些商业生态,从社区的技术孵化出产品,包括商业发型版、企业的发型版,技术孵化之后会向社区贡献,这些需求会推动社区去迭代、去进步、去共享。



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技术特点


龙蜥社区组件非常多,差异化组件非常多,走的是社区创新的路线加生态坚韧路线双轨机制。

其实只做社区创新或者只做生态兼容可能会比双轨要简单,双轨要考虑两种路线的均衡问题,不同地方、不同层级在选择兼容性和创新性优势之间要做一个均衡,融合是一个很有挑战性的工作。

在解决方案和社区基础设施这一块是自如可控的一个设施,因为距离用户比较远,离产品的技术比较远,解决方案需要考虑用户的实际场景。

在安装龙蜥社区操作系统之后会发现一个很大的特点,即安装程序会告诉你有两个内核供你选择安装,可以选择ANCK原创内核也可以选择RHCK生态内核。


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 特性亮点


第一个是内核,有很多功能特性的创新,包括CPU方面的CPU的安全修复、调度机制、负载能力,内存相关,还有文件系统 IO特性、网络安全等等。

第二个是编程语言、编译器。以Java为例,最显著的就是性能上会提升30%,延迟上会下降40%

另外一个很大的特点就是在龙蜥社区,在一定团队是最强的生态级可控的一个基础技术供应。有15+最全生态级可控基础技术供应。

还有一个特别珍贵的就是有100万+部署实践,海量的部署场景是驱动整个龙蜥社区技术创新和迭代的一个直接的源泉。


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 提供生态级可控技术方案


一个点上的创新往往不能解决卡脖子问题,还需要打入生态。他有接口有规范,整个生态是一个点到线到面的问题。技术方案已经推送了上游,影响了上游,社区成为上游中的一部分,这就是生态,打通生态基础可控,是目前可控级别最高的方式。



整个社区覆盖的层面已经非常可观,包括云原生、内核层、基础库到应用,这每一层都很重要。
大家在社区里面都能找到相应的技术点去参与合作。


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 CentOS停服的龙蜥社区解决方案


我们有一个停服的解决方案,第一解决方案就是如果用户面临问题,比如说他没法做安全更新,他没法做新特性、新硬件的支持,面临政策合规的问题,一类是想迁移的用户,一类是不想迁移的用户,如果想迁移可以CentoS8迁移到Anolis 8。或者说不想迁移,那可以对接到龙蜥的安全接管,更新服务。



龙蜥社区在打造这种系统化解决方案上有很多方面的优势。

第一个就是系统化,社区提供AOMS方案,这个方案是系统的安全迁移,包括有配套的工具、文档等等。

第二就是沉淀出了很多工具,包括帮助你平滑迁移的工具,帮助针对不同版本做适配的工具,包括装迁以后做性能调节的工具,包括做硬件和软件兼容性的一些验证和辅助性工具。

第三个很重要的点就是有一个稳定的社区,提供十年以上的技术支持。

第四个就是场景导入非常丰富,这么多场景基本都能覆盖你的需求,包括大规模集、高性能、云计算等,能够基本满足你的需求。

第五个就是竞争优势,不光是解决迁移问题,还能够提升技术的竞争力。比如像安全性,隔离性,自然利用率等等,提供一个更有竞争力的解决方案。

我们的迁移方案有很多覆盖场景,比如像政务、金融交通人员、电信等这些行业。


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生态建设


龙蜥社区采用的是一种开源、开放、透明治理的组织架构。



每个运营机构是动态的,是用投票的方式去运营。

随着这样的一个一个开放的组织机构,规章制度都是透明的,经过开放治理,社区目前已经进入快速发展的车道。

目前是由17家理事单位共同治理,并且现在覆盖合作伙伴是所有的头部厂商、头部企业,基本上所有的领域都能覆盖。

生态非常全,相互之间是能够有相互促进、相互推动的作用。

目前社区的下载量还有安装部署量都在快速的提升,获得了国内行业的认可。




龙蜥社区采取开源开放这种治理方式。打造一个生态,目标是要做一个闭环的生态,因为当形成闭环,他的自循环生态可持续能力是最强的,可以持续研究、持续发展。

但是我们发现整个生态中基础软件人才非常短缺,他是整个技术、整个社区持续创新的基础,也是龙蜥社区整个生态的一个基础。我们认为他是最关键的一环,所以我们会加强和科研培训机构的合作。



从行业来看,目前信创和数字经济规模都在高速增长,但同时技术软件人才的缺口也越来越大。

IDC、信创工委会还有中国互联网报告数据显示,到2025年软件人才缺口将会新增80多万。



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高校合作与人才培养计划


加强操作系统人才培养是非常有必要的。

一方面是产教融合。高等院校是国产操作系统人才补充的中坚力量,在教学实践、竞赛平台上特别缺一种成体系的精品化的课程。

其次,也缺一些精品化的课件和录播课程,还有科研试验。非常希望国产的开源技术能像用国际的实践环境一样纳入到自己实验对标系统,帮国产技术提问题,引入新的技术,是促进国产开源技术,国产创新最直接的力量。
社区也会看重人才的培养,开发者认证这样一些合作,和高校机构促进发展。
目前龙蜥社区在国产操作系统人才培养上已经有一些实践案例。


龙蜥操作系统人才培养有一个系统的计划。

主要是高校专家。高校专科组会聘请权威专家成立专家组,专家通过专家会的方式来指导操作系统的教学内容课程建设。

建设高校联盟,成立产教融合协同的高校联盟,面向高校提供师资培训组织竞赛和课程建设。

成立协同育人专项,高校通过申请后就会获得专项支持。然后提供协同育人奖,协同育人奖主要是面向突出贡献的高校老师还有学生。

组织高校大赛、研讨会,龙蜥社区会赞助操作系统的相关竞赛和相关的学术和教学研讨会。欢迎各位老师一起咨询、一起参与、一起推动国产人才的培养。



欢迎联系我们。



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