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64位钢筋水泥——支持x86 64位平台的64位操作系统概览

现在,是“钢筋水泥”粉墨登场的时候,一个“普遍的”64位操作系统时代来了。        

  “我们一直在铺路,现在,我们铺就了一条宽阔的64位计算的大路;我们一直在建设,建设一栋64位计算的摩天大厦,现在,我们已经打好了地基!”在AMD雄心高涨的演讲中,我不止一次的听到这样的演说,可是,当AMD掀起了前所未有的64位计算狂潮时,我们几乎忘记了,这仅仅是一个开始。

  在我们所越来越依赖的IT基础架构设施的丛林中,64位计算平台地基真的已经牢固,现在,是“钢筋水泥”粉墨登场的时候,一个“普遍的”64位操作系统时代来了。

  为什么说是“普遍的”时代?

  很多次我们都提到,64位计算平台早在RISC王国中得到应用,而目前主流的RISC平台都是64位计算架构的经典之作,而与之相应的操作系统以及一些专有应用也都是64位的,但是,直到x86领域迎来64位计算时代,直到最普通、最普遍的应用能够享受到64位计算平台,64位计算才算是真正来到我们身边,也正因为如此,能够支持这些64位系统平台的操作系统也开始向普遍的64位演进。今天,我们看到了一些成果。

  4月底在美国最新发布的Windows Server 2003 x64 版本(支持x86 64位平台的版本)掀起了一个小高潮,这里我们选取Windows Server 2003 x64版本、Novell的SuSE Linux Enterprise Server9和Novell最新的Open Enterprise Server以及Sun 的Soloris10几个典型的支持x86 64位平台的64位操作系统,进行一些深入地探讨,来看看这些比较新的系统有哪些特色。

从荣耀到荣耀

  ——Windows一直在创造神话,从诞生起就没有停止过给这个世界带来惊喜,尤其是在x86领域,这个x64 版本更是让我们期待。

  美国东部时间4月25日,在经历了很长的延期之后,微软终于开始销售64位Windows操作系统,这些新版Windows在支持现有软件、应用的同时,可以支持更高的内存以及64位的应用。微软新推出的Windows XP Professional x64版本和Windows Server 2003 x64版本支持配有AMD和Intel的支持32/64位计算处理器的系统,微软同时宣布,软件的价格和与之对应的32位产品相同。

  这样的新系统能够给用户带来的最大的收益,应该是支持更大的内存,其中受益最大的将是那些使用64位系统、内存高达4GB以上的企业和PC用户,4GB内存是32位处理器所能支持的上限。针对企业用户的64位应用程序已经面世了一些,所以一些分析人士认为,企业级的用户可能会成为首批购买群体。

  微软的相关负责人表示,微软发布64位操作系统就像一个分水岭,现在人们对它的意义认识得并不清楚,而几年之后人们再回头看时,就会意识到这次向64位计算转移的行动的意义是多么巨大——不仅对整个行业,而且对我们的日常生活。目前,微软的产品会支持32位和64位,我们正处在从32位到64位的过渡期,相信这段时期很快就可以过去。

  历史上Sun的Solaris花了9年时间才和用户、软件商磨合完毕,在服务器市场站稳脚跟,但相信Windows的过渡期不需那么长。比尔·盖茨预言这种过渡会是平稳和快速的,因为AMD和Intel已经完成32位和64位应用系统的硬件支持。

  不过,早期的64位操作系统用户在使用中可能会遇到新操作系统与外设之间一些冲突,这是因为原来的硬件驱动程序在64位计算机上需要重写。 微软说新系统支持多达1.6万个驱动程序,不过他们也承认新系统可能不支持一些较老的设备,微软表示将敦促业界继续开发这些驱动程序。

  在微软发布了Windows x64版本后,一些大的合作伙伴也同时宣布了对微软的支持。HP于64位Windows推出后的第二天宣布推出能够运行当前最新和未来版本操作系统的服务器、台式机。

  HP已经开始发售预装Windows x64版本操作系统的商用台式机、工作站以及ProLiant服务器,这些新产品支持AMD、Intel的双内核处理器。HP表示,它将在其全线的工作站产品上支持微软新发布的64位操作系统,其中包括高端的xw9300工作站和新推出的xw4300工作站;还将在基于Opteron和至强(EM64T)处理器的ProLiant系列服务器上支持Windows Server 2003 x64版本。

  那么,在最新的Windows Server 2003 x64版本中有哪些内容值得期待呢?

  Windows Server 2003 x64版本全貌如下图所示。在64位中使用的32位应用程序都有一个*32的图标,而且所有32位软件都被装到了一个Program Files (x86)的文件夹,在任务管理器中我们可以清楚地看到。IE分为两个版本:32位和64位版本。

  需要说明的是,微软使用 2种Windows Server 2003 版本进行 64 位计算,一种是支持 Intel Itanium 处理器系列的版本;第二种支持 AMD 64 和 Intel 扩展内存 64 位技术 (EM64T),这里我们一直谈到的Windows Server 2003 x64 版本就是支持这类体系结构的版本。

  微软网站上称:目前大多数新的基于 x86 的服务器都属于一个新级别,名为“x64”。这些服务器同样采用常用的 x86 指令集,但是增加了 64 位功能。这意味着既可以运行现有的 32 位软件,也可以运行新的 64 位软件。尽管用于 Itanium 的 Windows 旨在满足部署大型数据库和行业应用程序的客户的需要,但是,x64 版本的 Windows 适用于各种场景中的所有工作负载。因此,微软提供了三种版本的 Windows Server 2003 x64 版:Standard、Enterprise、Datacenter。

  Windows Server 2003 x64 版本为新的行业标准 x64 硬件级别而设计。这个新平台既可以以最高的性能运行 32 位软件,也可以以最高的性能运行 64 位软件,基于 x64 的系统使 IT 专业人员可以选择运行现有的 32 位 Windows,同时按照自己的计划迁移到 64 位 Windows。部署了 x64 版本的 Windows 之后,可以在同一个系统上组合使用 32 位软件和 64 位软件,可以通过多种途径迁移到 64 位计算,实现更大的灵活性。

  一些基准测试结果表明,Windows Server 2003 x64 版本实现了高速运行 32 位软件和 64 位软件的承诺。2005 年 2 月的 SAP 销售和分销双层基准测试结果将 x64 版本的 Windows 和 SAP R/3 与 32 位版本的 SQL Server 2000 Service Pack 4 组合使用,测试中,Windows Server 2003 x64 版本得到了在双路服务器和4 路服务器中的非常好的成绩。

Linux的64位飞行

  ——应该说,Linux是支持x86 64位系统的最早起飞者,在AMD和Intel纷纷发布支持64位计算的处理器产品后,Red Hat和Novell的Linux操作系统都可以支持他们。尤其是SuSE Linux Enterprise Server 9,在发布之时,除了最早采用2.6内核以外,广泛的硬件平台支持也是它的一大特色。

  SuSE Linux Enterprise Server 9(SLES9)是第一个基于新Linux 2.6内核的企业级Linux操作系统,具有满足大规模Linux部署需要的的性能和可伸缩性。据Novell介绍,凭借对高级内存管理与处理器的支持、Native Posix线程库(NPTL)、高级I/O功能以及独特的基于类的内核资源管理(CKRM)特性,SLES 9能够提供非常高的性能和线性可伸缩性。

  SLES 9提供的Hotplug服务,可以在运行时更换硬盘、处理器和其他外设,可以利用管理控制台配置集群的服务器部署。

  SLES 9利用YaST简化管理。YaST是SuSE Linux独有的一种全面的安装、配置和管理套件,为IT管理人员奠定了管理系统的基础。通过它,管理人员不仅可以管理操作系统部件,而且可以管理DNS服务器、Apache Web服务器、甚至第三方应用等附带的服务。Novell ZENworks Linux Management通过使IT管理人员可以集中控制在防火墙内部署和升级系统的方式,进一步完善YaST。SLES 9提供大量的内建功能性,包括关系型数据库和众多的文件、打印、Web应用和网络服务。

  另外,SLES 9支持多种文件系统、基于网络的存储和新Enterprise Volume Manager。这种新Enterprise Volume Manager使管理人员可以在广泛的IT环境中部署SLES 9。它支持多种硬件架构,包括x86、AMD64和Intel EM64T以及Intel Itanium系列、IBM Power、IBM zSeries和IBM S/390。对于IT管理人员来说,提供一种通用操作系统、一致的管理工具、统一的标准支持和跨所有Linux部署的软件升级。

  x86平台所支持的处理器包括Intel Pentium和Xeon处理器、AMD Athlon和K7系列以及32位模式的AMD Opteron和Athlon64芯片。

  x86-64平台是x86平台的64位扩展,可以运行32位遗留代码。它所支持的处理器包括AMD Athlon64和Opteron以及Intel Xeon EM64T处理器。

  Itanium处理器作为由Intel和HP合作开发的64位平台,内含x86 32位硬件仿真器。由于对32位程序的支持依赖于仿真器,因此其性能会有所下降,但64位性能却得益于与x86平台的彻底决裂。

  IBM POWER (iSeries和pSeries系统), SLES 9可支持POWER硬件。IBM POWER架构在Apple和IBM的系统中得到应用。

  IBM zSeries (S/390x)是一种主要用于S/390x大型机系统的64位平台。zSeries硬件还可以运行为更早的31位S/390系统开发的程序。运行在zSeries硬件上的SuSE Linux Enterprise Server可用于zVM和LPAR虚拟化的32位和64位系统。

  除了SLES 9,Novell还最新推出了一种将网络服务平台NetWare和SLES 9组合在一起操作系统——Novell Open Enterprise Server。它是一种安全的、高可用的服务套件,在两种可信赖的操作系统上提供可靠、安全的网络服务。

  Novell承诺,不需额外费用的、随SLES 9一起提供的OES,可以根据用户的需要,选择在NetWare上或Linux上或同时这两种平台上运行服务。

  OES包括eDirectory,一种领先的目录技术;支持先进的认证方法,如证书、智能卡和生物统计学设备;并可以在Microsoft Active Directory、NT域/Windows Server 2003、eDirectory和NDS环境之间同步和升级身份部件。此外,用户还可以添加Novell Nsure技术来进一步扩展OES的安全基础。

  OES提供部署多个服务器集群的能力,一个集群中最多可有32台服务器,并可以混合NetWare和SLES 9集群。利用Novell Business Continuity Clustering(独立提供),用户可以自动完成灾难恢复和最多4个不同地理位置的数据中心之间的服务故障切换。还可以利用高性价比的以太网(iSCSI)或高性能光纤通道技术或同时使用这两种技术建设SAN。

  通过迁移到基于x86系统平台上的OES,用户可以进一步降低系统管理和硬件费用。事实上,许多传统的大型机应用程序现在都运行在x86架构的硬件上,因此这样的迁移可成为无缝的迁移。

 

表:SuSE  Linux Enterprise Server 9支持的应用

应用支持

说明

Apache

Apache Web Server是一种用于建设网站和管理Web应用的开放源代码Web服务器,是目前使用的67%以上的Web服务器的首选服务器。

J2EE服务

Java 2 Platform,Enterprise Edtion(J2EE)是Java 2平台的完全版本,它将关键任务企业应用扩展到一个丰富的客户机或基于浏览器的界面。将多种技术整合在一个架构中,提供全面的应用编程模式和兼容性测试套件。

Jakarta-Tomcat服务器

Jakarta-Tomcat服务器是一种基于Java的开放源代码Web应用容器,用于运行servlet和基于Java Server Page Web的应用。

Java

通用、强健的Java是用在WWW上的理想的通用编程语言。开发人员利用Java,可以一次编写用于多种平台上的软件。

Java Server Page

Java Server Page(JSP)是用于开发包含动态Web内容(如HTML、DHTML、XHTML和XML)的应用的Java平台技术。

Mono

Mono是一种基于.NET框架的全面的开放源代码开发平台。利用Mono,开发人员可以开发Linux和跨平台应用。

MySQL

MySQL是一种开放源代码、结构化查询语言(SQL)数据库。在与Web应用和Web服务器配合使用时,MySQL发挥一种用于管理电子商务和企业对企业Web应用的非常可靠和可伸缩的数据库的作用。

Perl

实用抽象与报告语言(Perl)是一种用于Web应用的通用编程语言。Perl包括在Web应用和实用程序开发中广泛使用的文件、文本和进程处理特性。

PHP

PHP超文本预处理器(PHP)是一种广泛使用的、通用脚本语言,它特别适于Web开发,可嵌入在HTML中。PHP利用服务器端脚本功能来采集表格数据,生成动态网页内容或发送和接收cookies。

Python

Python是一种解释型、交互式面向对象的编程语言――与Tcl、Perl或Java开放源代码编程语言相类似。

涅磐性质的新生

  ——Sun的Solaris 10可谓是传统Solaris的一种新生,而且是涅磐性质的新生。原因有两个,一是Solaris 10开始了对x86 硬件系统的支持,Sun目前还具备了全新的基于AMD Opteron处理器的服务器产品,这是第一级别的开放;二是Solaris 10正在一步一步地开源。

  Sun在总结Solaris 10的关键特性时,第一条就指出,它能够在广泛的 SPARC和基于 x86 的系统上运行,包括新的 AMD Opteron 处理器;并保证与现有的应用程序兼容。所以说,对于x86系统平台的支持,是Solaris 10新生的第一要义。

  Solaris 10的关键特性还有很多,包括:

  Solaris 容器(以前的 N1网格容器)能在 Solaris 10 OS 支持的所有系统上运行,它通过在不影响性能的情况下高效、安全地支持数千个应用程序/系统,可使系统利用率提高多达四倍。

  预测自治愈技术提供更高水平的应用可用性:Solaris Fault Manager 能够在造成停机之前主动处理系统问题;Solaris Service Manager 负责管理在系统上运行的应用软件,能够监控应用程序和在必要时重启整个应用树。

  Solaris ZFS(zettabyte 文件系统)提供简化的文件系统管理、自治愈数据以及相当于当前解决方案 16 万亿倍的容量。

  进程权限管理功能支持精确地控制系统权限,大大减少了系统入侵的风险,限制了对管理功能、敏感数据及其它关键系统元素的未授权访问。

  DTrace 提供“常开状态”系统故障与瓶颈的迅速评估及解决,减少了停机时间,大大改进了性能。

  Solaris 10性能提升相当惊人,其中的一个关键要素是针对最新处理器技术的优化。对新型 UltraSPARC IV 处理器的支持能使从 UltraSPARC III 处理器升级的系统达到以前两倍的性能,而专门针对 AMD Opteron 和 Intel Xeon 处理器进行的新优化能够在科学工作负载下提供高达 x86 系统两倍的总体性能。重新设计的 TCP/IP 堆栈提供 30% 到 50% 的网络吞吐率性能改进,并且 CPU 负载降低了 10% 到 15%,同时仍然保持了 Solaris传统的也非常优秀的可靠性。总体上,用户可以在 Web 服务器上体验到最高 10% 的性能改进,在应用服务器上体验高达 50% 的性能改进。

编看编想

Windows x64,最重要的一把水泥

○ 姜波

正如文章开始时提到的,有了Windows x64版本的加入,我们迎来了一个普遍的64位操作系统时代,因为它与x86硬件系统平台浑然天成,因为他们的组合从性价比角度颠覆了传统中的很多神话。

钢筋水泥的粉墨登场当然不应该少了Windows,不仅如此,它还是最重要的一把水泥。首先,无论是基于Intel的EM64T构建起来的32/64位应用还是基于AMD 64技术构建起来的应用,都缺少不了微软这个最为重要的合作伙伴。一直以来,微软以Windows Server系统向企业级领域深入,Intel和AMD向企业级关键业务领域推销Xeon、安腾或Opteron,他们都是并肩携手,以性价比优势驰骋的“Wintel”成为了他们合作的最好印证。因此,在x86 64位技术诞生开始,对于64位Windows的期待就一天比一天热烈。

当然,面对今后的更为广泛也已经注定了的64位计算市场,微软又怎么能够滞后,怎么能够不快步跟进。相对于Linux和Solaris,Windows的64位进程已经晚了一步,不过,微软的此番出击并不仓促。除了操作系统和在硬件驱动方面的大量更新、升级,微软也已经推出SQL Server(64位),同时推出了SQL Server 2000的SP4补丁,以兼容64位计算平台,微软最新的SQL Server 2005是面向64位的数据库服务器版本。在开发工具方面,微软现在推出了64位的编译器,语言涵盖了C/C++,ASP,BASIC语言,它们通过使用Windows 64 API来开发兼容64位计算平台的应用程序。