我所見的歐拉操作系統 22.03 LTS

引言

2022 年 4 月 15 日，在歐拉開發者大會上，歐拉 的首個數字基礎設施全場景長周期版本 openEuler 22.03 LTS 正式發布。這是繼兩年前的 上一個 LTS 版本 之後發布的第一個 LTS 版本，也是在將歐拉項目 捐獻 給開放原子開源基金會之後的首個社區共建版本。這個版本融合了之前的三個創新版中經過驗證的新特性、新方向，來自社區的 773 名貢獻者、上百家廠商和用戶參與了版本開發，僅僅是代碼就新增了 2300 萬行。

作為一直關注歐拉發展的業內人士，我對這個裡程碑版本期許頗高。這個版本雖然距離上一個創新版發布才僅僅半年，但是卻容納了兩年來三個創新版的各種嘗試和新特性，因此，想全面的了解 openEuler 22.03 LTS，可能會發現其所承載的內容十分之多，不易抓住重點。在這裡，我將我所了解到的信息，梳理之後整理給大家，以使大家可以在選型、評估和使用時有所參考。

版本路線圖

對於不太熟悉歐拉的同學，我這裡簡單介紹一下歐拉之前的發展路線：

2019 年 12 月 31 日，openEuler 正式宣布開源，其脫胎自華為內部基於 Linux 的積累。四個月後，openEuler 發布了第一個版本 20.03 LTS，它也是一個長期支持版本。

其後，openEuler 按照半年一個版本的節奏發布了三個創新版。從創新版開始，華為之外的多個公司、團隊、獨立開發者參與到了 openEuler 的開發當中。在這幾個創新版中，提出、融入了多個值得一提的新特性，如內核熱升級、內存分級擴展、千核運算能力、業務混部 CPU 調度演算法等核心能力，也從面向雲計算逐步拓展到支持邊緣計算、嵌入式的全場景領域。

圖片來源於《openEuler 22.03 LTS 技術白皮書》

這一切，在剛剛發布的 openEuler 22.03 LTS 得到了融會貫通，將在之前的創新版中經過產品環境驗證和打磨的優秀特性和創新，有機的組織起來，並形成了一個統一的基礎設施基座。

跨越式進步

根據官方數據，我們看到，這次的 22.03 LTS 和兩年前的 20.03 LTS 相比，整體來說內容豐富了許多。

比如軟體包數量：20.03 LTS 官方提供的軟體包， 包括 ISO 鏡像中的 2016 個、EPOL 倉庫中的 762 個，總計 2778 個；而在 22.03 LTS 中，軟體包數量達到了 ISO 4241 個、EPOL 1329 個、oepkgs 13323，總計 18893 個！達到了兩年前的 6.8 倍。

openEuler 軟體包數量：20.03 vs 22.03

不只是軟體包的數量，歐拉操作系統所支持的硬體架構，也從兩年前的 64 位的 ARM 和 x86 架構，又增加了兩個：32 位的 ARM 架構，以及國產 CPU 申威架構。曾經連續多次取得超算 TOP500 世界排名第一的中國超算神威·太湖之光中安裝的就是 40960 個申威 CPU。通過支持這些架構，歐拉操作系統就可以運行在鯤鵬、英特爾、飛騰、申威、龍芯、兆芯等主流晶元之上。

而能在兩年間取得這樣的大跨步進展，背後是歐拉社區的「瘋狂輸出」。根據數據，歐拉操作系統當前已有 69891 個提交，僅 22.03 LTS 這個版本就新增了 2300 萬行代碼。今年以來，歐拉操作系統已經發布了 127 個安全公告，幾乎平均每天發布一個。在歐拉操作系統發布以來，其已經創建了 241 個創新項目代碼倉，平均每 3.5 天新增一個。而這一切，都是 773 位開發者不斷努力的結果。

根據歐拉發布的 數據看板，到目前為止，歐拉已經有社區用戶 479990 位，其中貢獻者 8515 位，單位會員 333 家；合併請求 5 萬餘，評審 30 萬條；成立了近百個 SIG，創建了近 9 千個代碼倉。

（來源於歐拉數據看板，數據時間：2022/04/20）

「終始惟一，時乃日新」

就此，我問了歐拉社區技術委員會主席胡欣蔚，「歐拉為何能做到這樣大的跨越式進步？」他謙遜地表示，這只是「兩年的厚積薄發」。當然，能取得這樣的進展，也是在歐拉的開發和管理上，將「華為在開發和工程方面的經驗」和開源運作的模式進行了結合，並得益於歐拉社區開發的一系列遷移工具。

根據公開披露的信息，歐拉操作系統在政府、運營商、金融、能源、交通、互聯網等行業已達到規模應用，累計部署超過了 130 萬套。2022 年，預計歐拉操作系統將在行業的應用新增超過 200 萬套。

主要特性

內核和底層改進

在 openEuler 22.03 LTS 中，採用了經過長期打磨和調校的 Linux 內核 5.10 長期支持版，在這個版本中，華為向上游 Linux 內核社區提交了大量貢獻。可以說，這個內核版本是華為的一個「錨定」版本。在此版本上，openEuler 融入了之前三個創新版中經過商業驗證的創新特性。

圖片來源於《openEuler 22.03 LTS 技術白皮書》

歐拉操作系統使用的是 Linux 內核 5.10，但除了 Linux 內核自身的特性之外，歐拉操作系統在內核中還做了十餘處創新增強，主要包括用來提升性能的進程調度優化、大頁內存性能優化、OOM 內存回收優化、XDP 網路性能優化等。比如它集成了一套新的 QoS 調度機制，使得在線業務可以實現搶佔式優先；而 OOM 分級使得離線業務的內存可以在歐拉操作系統中得到極速的回升，這二者結合起來，就提供了對 QoS 最強有力的支撐。又比如 UC 容錯使得歐拉在面對硬體可靠性問題的時候更加有力，不再需要簡單粗暴的重啟，而是可以通過對於具體進程的控制，來實現錯誤的隔離。

除了這些隱蔽但重要的內核改進之外，如今在運維領域已經大量使用了非易失性內存（NVDIMM）存儲介質，而傳統的 Ext4 文件系統尚缺乏針對性的優化，因為 Ext4 本身是針對旋轉式硬碟設計的文件系統。尤其在元數據管理方面，基於現有日誌同步機制，其元數據管理開銷大，且容易出現寫放大問題，無法充分發揮 NVDIMM 優勢。歐拉操作系統中集成的 Eulerfs 其創新的元數據軟更新技術，減少了元數據同步開銷，有效提升文件系統的系統調用性能。在單機應用、雲原生分散式應用高性能數據存儲場景，可以代替 Ext4、XFS 等文件系統。

在這個版本中，還吸收了鴻蒙中的分散式軟匯流排能力，可以實現歐拉設備之間的自發現、自聯通，以及歐拉和鴻蒙設備的自發現。

雲計算強化

針對雲原生業務混合部署場景，歐拉操作系統中創新的 QAS 演算法，是一種適用於雲原生場景，業務混合部署的全新調度演算法，可以確保在線任務對 CPU 的快速搶佔，確定性的調度運行，同時壓制離線任務干擾。這些改進適用於對交互類等時延敏感型業務（比如 MySQL、Redis、Nginx 等）和 CPU 消耗重且時延不敏感的業務（如 AI 離線訓練）的混合部署。

根據歐拉發布會現場的演示，一台伺服器部署了歐拉操作系統 22.03 LTS 中的改進技術，而另一台沒有。這兩台伺服器上，都同時運行相同的在線和離線兩類業務。通過運行結果可以看到，在一台伺服器上的 QPS 是 1.18，而另一台上達到了 2.62，相差了將近一倍；而時延分別是 1.53 秒和0.60 秒，相差也將近一倍。

除此以外，歐拉操作系統還針對雲計算，推出了容器化操作系統 KubeOS，實現雲原生集群操作系統的統一容器化管理。它可以對操作系統進行容器化管理、對接 Kubernetes、原子化的生命周期管理；它也對操作系統進行了輕量化裁剪，減少不必要的冗餘包，可實現系統的快速升級、替換等。而在底層，歐拉操作字體結合虛擬化運行時 StratoVirt、容器管理引擎 iSulad 構建了安全容器方案，較之傳統的 Docker + Qemu 方案，其底噪和啟動時間優化高達 40% 以上，為應用提供了一個輕量、安全的執行環境，隔離了容器和宿主機操作系統間、容器間的安全風險。

四大場景 & 五個統一

作為一款發軔於伺服器領域的操作系統，歐拉在這個版本也正式支持了更多相關場景。按歐拉的話來說，就是四大場景：伺服器、雲計算、邊緣計算和嵌入式。伺服器和雲計算這並不足為奇，而擴展到邊緣計算和嵌入式領域，一方面是暗合了如今的計算潮流，另一方面，我認為，也和華為在邊緣計算、嵌入式領域的傳統優勢有關。此外，作為專註於邊緣計算和嵌入式等領域的鴻蒙，在這個領域和歐拉會師，我認為倒不是一種衝突，而是一種融合。

在四大場景的背後，歐拉宣稱，他們做到了五個統一：統一內核、統一構建、統一 SDK、統一聯接和統一開發工具。在社區開發過程中，歐拉把所有場景的所有組件的開發都歸到了一個 openEuler 代碼倉上，通過這種方式實現了任何場景都基於同一套代碼。並且，歐拉操作系統通過 EulerMaker 項目提供了一套完整的構建和裁剪能力，這使得基於同一套代碼構建的二進位，在面向不同的場景發布的時候，可以自如地進行構建和裁剪，最終形成適用於不同場景的鏡像。

「功崇惟志，業廣惟勤」

當然，能夠在一套代碼的基礎上同時適應多種場景，這其中一定存在必要的取捨。胡欣蔚說，「歐拉會針對各個場景對模塊/特性進行裁剪」，讓各個組件、模塊在不同場景能發揮各自的作用。「但是歐拉不接受只針對特定場景的定製開發，而且如果對整體架構形成衝擊的話，是不會納入到代碼倉的，」他說，「歐拉會設計好這樣的一套架構，使得不同組件在不同的架構下代碼是歸一的，通過裁剪工具，可以面向不同場景構建，並且差異化是可控的。」

在邊緣計算方面，openEuler 22.03 LTS Edge 支持 KubeEdge + 邊雲協同框架，具備邊雲 應用統一管理和發放等基礎能力。

而對於嵌入式領域，其鏡像大小 < 5M，啟動時間 < 5S，其基於 Linux 5.10 內核提供了軟實時能力，中斷響應時延達到看微秒級。它還支持樹莓派作為嵌入式場景通用硬體。所集成的鴻蒙分散式軟匯流排，可以實現歐拉嵌入式設備之間互聯互通。

除此之外，歐拉操作系統中還有很多值得一書的改進特性，只是限於 篇幅，我們無法一一道來，大家有興趣的話，可以參考《歐拉操作系統 22.03 LTS 的技術白皮書》。

下一代 LTS 路線圖

而關於歐拉接下來兩年的發展，胡欣蔚透露說：「接下來會對所支持的架構提供更多支持，包括對 RISC-V 的支持、完善對 SW 架構的支持，以及對英特爾的 Ice Lake 的完整支持和對 Sapphire Rapids 的後繼規劃。此外，在業務混部方面，也有很多正在進行中的創新。」這些將出現在預計今年二季度發布的 SP1 版本上。

讓我們以歐拉技術委員會主席胡欣蔚的一句座右銘結尾，共同拭目以待歐拉下一步的發展：

「惟精惟一，允執厥中」

（題圖及未註明出處的插圖來自於 Pixbaby，採用 CC0 協議）

本文轉載來自 Linux 中國: https://github.com/Linux-CN/archive