孙玉芳:Unix的最新技术和未来
发布时间:2000年01月10日
Unix将继续走向标准化和统一
开发系统已成为信息技术发展的潮流,几乎所有的计算机厂商都声称自己的产品是“开发系统”。但是究其源头,当首推Unix,因为它从一开始就是公开的,并且围绕并基于Unix在国际上形成了一系列国际标准和工业标准,如POSIX、XPG(3,4)、SVID等等。虽然在工业标准形成过程中有过分歧,但Unix标准化是目前为止国际信息界在操作系统方面所做出的成功的也是唯一的努力。Unix标准化工作在开发系统概念形成和发展过程中起到了任何别的因素所不可取代的巨大作用。经过几年的磨练,当今Unix的工业标准已走向统一,形成了一致的标准Unix Spec 1170,目前称之为Unix‘95。
另一方面,由于利益驱使,Unix的各种版本在统一过程中曾经分裂,在88年至93年期间形成了两大集团UI和OSF。经过仅几年的努力,这两个集团已统一,而且遵循统一的工业标准──Unix‘95,Unix的主流版本将统一在这一标准之上,而且以前的AT&T Unix SVR4.X、SCO Unix、UnixWare、HP-UX等也将融合成统一的版本。
客户机/服务器体系结构的变化给Unix提供了新的发展舞台
早期的C/S应用系统并不成熟,多数是两级结构。表示逻辑和应用逻辑的重心放在客户机端,使应用系统的性能和可伸缩性很差,但新的C/S三级或多级结构已经有了多种类型。在这种环境中,客户机端主要处理表示逻辑,业务逻辑在一个中间服务器上处理,而数据则放在后端的数据库服务器上。这种体系结构使系统性能有很大提高,又有很大的可伸缩性。而Unix正好是中间级和后端级特别是大型数据库服务器上首选的甚至是唯一的操作系统平台。新型网络计算模型,特别是Internet模型,与传统C/S模型最本质的不同就在于应用方面。在传统C/S模型下会碰到系统管理、软件分布等问题,花费很大。Internet模式是以服务器为中心,不用被迫客户机方面作经常的更新,也免去了繁杂的系统管理工作。因此系统管理维护费用要比传统C/S模型低得多。并且Internet模型下,花费要比传统C/S模型低20%-50%。而Internet模型下强大的服务器是必须的,这正是Unix的用武之地。
Internet与网络技术的发展是Unix发展的契机
在Unix发展的20多年中,发明了一系列网络技术,如作为Internet爆炸性增长过程中扮演重要角色的TCP/IP,在分布式网络成功背后的SNMP、SMTP,以及WWW概念的形成。而一个真正的应用服务器网络操作系统应该具有三个基本特性:抢占式多任务、虚拟存储与对称多处理器。可扩充性、可靠性、安全性要求高的网络操作系统中Unix是当仁不让的,它可以支持多个平台。如果建立一个基于Web的临界任务的信息系统,而且该系统随需求的增长要易于扩充,那么Unix方案是最佳选择。
Unix上网络技术与网络计算
Unix在发展的20多年中发明了一系列网络技术
TCP/IP
──TCP/IP是1983年为Internet设计的通信协议,它已成为企业系统之间联系的纽带
──TCP/IP在Internet戏剧性的增长过程中扮演重要角色
SNMP和SMTP
──一个分布式网的成功的因素是,用户可以在异质的网上非常容易地管理它。为了满足这一要求,SNMP(Simple Network Management Protocol)和SMTP(Simple Mail Transport Protocol)两个标准已经制订并广泛应用
World Wide Web
──3W的概念源于Unix。这种图形Internet环境成了操作系统的标准环境,创造了网络发展历史最大的奇迹
──受益于传统的开发和共享开发策略,Unix已成为网络的核心环境
网络计算
网络计算概念
──网络为中心
──Internet为中心
──通过网络的服务器为中心
NC
──网络计算机(NC)
吸取传统PC客户机的优点
以网络服务器为中心、全新的计算模式
符合NC参考模式(标准)定义的内容
──NC的特点
“标准”之化身
高可伸缩性:从掌上机到PC机
高互操作性
“中性”结构:任何CPU
安全性
Unix是Internet计算模式的最佳服务器
Internet计算模式的本质
--改变应用开发与使用的方式
--改变信息存储与管理的方式
--改变访问被接受或被拒绝的方式,信息在系统上的预算和开销大大降低
Unix为最佳服务器的理由
历史发展
──Unix是开放与标准的代表
──Unix发展了一系列网络技术和协议
TCP/IP
SNMP/SMTP
──Unix发展了一系列其他技术
图形工作站
X Windows
群集技术
SMP/MPP
──Unix Internet发展的源泉与载体
现实需要
──标准是Internet计算模式的根基
──开放是Internet计算模式的关键
不必强求PC为客户端
各种CPU构成的客户端都可以
──Internet计算模式以服务器为应用中心
广泛的应用支持
高可靠性、可伸缩性
高可伸缩性是服务器之基本要求
──数据库事务处理需要高性能的引擎
Unix是必然选择
Internet计算模式是以网络和服务器为中心
──需要强大的服务器引擎
高可靠性、高安全性和高性能是Unix之强项
──Internet植根于Unix
Internet的基础是TCP/IP
Internet中高档服务器目前主要用Unix
Unix与Internet及网络的天然的伙伴关系
Internet或网络计算模式将使Unix再度辉煌
──大多数Unix应用中,NC将代替传统终端
──Java向开发者提供了一个分布式应用开发的通用客户机端,而Unix提供了强大的服务器平台
──Unix已成为Nescape Internet服务器的最佳平台
网络操作系统
网络操作系统的主要特性
应用任务的日益复杂,NOS不再局限于做一个文件和打印服务器,它们更重要的是要做一个应用服务器。一个真正的应用服务器NOS应该支持三个基本特性:
--抢先式多任务
--虚拟内存
--对称多处理器
Unix是优秀的网络操作系统
--Unix二十多年来一直是第一流的操作系统,特别是,它将适用于用在高档服务器领域
--Unix已有二十多年的开发历史,它已具有经用户验证的成熟技术和高明的技术深度
--Unix的强项是可扩充性,现在它已能支持上百个CPU的对称多处理器(SMP)
--处理速度和安全性要求高的机器上,Unix当仁不让
--能支持大多数的RISC平台
--高性能、高可靠性的服务器上已赢得了用户的信任
Web操作系统
建立Web服务器之目标与目的
--建立基于Web的任务关键的信息系统
--系统随需求增长易于扩充
--易于安装和卸下
--价格合理
Unix是Web操作系统的优秀平台
--Unix具有高度的可伸缩性和可扩展性,它稳定性好,并且拥有丰富的第三方成熟技术应用程序的支持
--运行Web服务器对一个娴熟的管理员而言易如反掌
--由于Unix是可伸缩的,可根据需要很容易地将基于Unix的Web服务器移到一台更好的机器上
--在节点上无需做很大改动,就可以从一个单处理器的工作站移到一个多处理器的巨型机上
--Unix可提供除Web服务以外的访问
--实现一个集成度高的服务器用于处理通信录(mailing lists)、主机对话室(hosts chat rooms)及支持拨号终端用户,Unix正是唯一选择。
SMP、MPP技术的发展使Unix成为高性能计算模式的最佳平台
在当今计算机技术、网络技术、多媒体服务和信息高速公路的快速发展下,单一处理器已无法满足用户的需求,基于多处理器的SMP和MPP系统应运而生。与此同时,一个操作系统是否支持多处理器,增加一个处理器对性能的影响就成了衡量一个优秀操作系统的重要指标。
Unix是目前世界上唯一可以在笔记本电脑、PC直到巨型机上运行的操作系统。Unix强大的可伸缩性成了部门级特别是企业级操作系统的重要标志,也是支持SMP、MPP系统的首选甚至是唯一的操作系统平台。
微内核、多线程和服务器技术为Unix发展注入了新的活力
计算机硬件体系结构和应用软件的飞速发展,使操作系统,包括Unix面临一个新的挑战,以微核心技术为主导的操作系统如美国CMU的Mach、法国的Chorus成为新一代Unix的主要特色。
微内核及其上层的多服务器既注重融合多处理机体系结构等硬件特色,也为实现包括操作系统在内的计算机软件的可移植性和模块化设计提供了优良平台。而与微内核同时诞生的多线程技术可以在多个处理器上同时执行多个指令流,这对于提高整个计算机系统的处理能力,为计算机系统性能的垂直升级奠定了基础。
综上所述,由于Unix所具备的众多的优良性能,因此可以说它仍然是90年代乃至21世纪中高档服务器及高性能计算机的主要操作系统。NC的出现将彻底改变传统的以客户机为中心的工作模式和体系结构,而出现以网络为中心,特别是Internet和服务器为中心的新的工作模式和体系,将为Unix提供更光明的发展和用武之地。
最后还是引用十多年前我曾经说过的一句话来结束这篇短文:Unix这个词可能会随着时间的推移而成为历史,但Unix所代表的精神将永存!
(原载于1997年5月5日《中国计算机报》)

