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Linux操作系统成功涉足核心应用领域


数据库等后台关键应用在过去并不是Linux所能涉足的地方。但将于今年秋天推出的内核版本为2.6的Linux将改变这一事实。更高的性能、更好的可扩展性、重新设计的内存分配系统和磁盘文件系统……这些都增加了Linux进军后台服务的砝码。事实上,已经有一些用户等不及了。

那些在Linux操作系统上进行数据库开发的用户现在都快有点等不急了,因为Linux 2.6内核代码宣称,它将会拥有一系列新特征并且会加大支持数据库应用开发。通过在Linux 2.6内核代码中加入一些功能,Linux操作系统将能处理更大的企业级的数据库应用。在以前的Linux 2.4产品内核代码中,数据库应用都是从后端导入,但现在用户就可以免去这样一道额外的程序。新的操作系统提供的新特征还包括,它能支持更大容量的内存,支持更多数目的线程,提升了网络性能,提高了存储容量,改进了存储方式, 同时还提供了一项更好的容量管理系统。

数据库用户钟情

为了清晰化付费解决方案(Clarity Payment Solutions),Tim Kuchlein建立了一个信息系统,他也是该系统的主管。作为这种预付费的电子付账系统的开发者,他说,由于新的内核能够支持额外的存储空间,所以这就使得他的公司可以像Google一样运行其数据库:这种运行是基于所有的内存,并且在任何时候都可以进行。

Clarity系统不久将会转到IBM公司的DB2 8.1数据库上面,并且其运行的操作系统也将会是Linux。为了能够利用最大容量的内存,公司高层决定将系统转到64位架构。他们现在正在考虑是不是采用AMD公司的64位系统解决方案。

由于这项变动,Clarity系统将数据写到磁盘上的做法将成为历史。Kuchlein在纽约声称,“我们希望在信息系统中能够具有足够容量的内存。”

Kuchlein表示,对Linux 内核而言,支持64位架构并不是一件新鲜事,但是这次却是Linux首次提供64位的套件包(boxes)。他说,“也只是到了现在,人们在购买硬件系统的时候才不必担心他们是不是可以用得上64位的系统。”Kuchlein称,IBM公司的p系列服务器(带有16GB的内存)价格大约为23万美元,而带有AMD 64位套件包(boxes)的服务器售价只有6150美元,该系统拥有两个处理器和8GB内存。

Linux 2.6内核最吸引人的可能还是其良好的容量管理支持。Kuchlein说,“怎样对这些存储容量进行有效划分一直是令人头痛的问题。你可能事先觉得某种划分效果会更好,所以你做好了在这些划分上进行处理的一些计划。但是两个星期之后,这种划分可能又变得很糟糕。很明显,如果能够随着系统需求变化动态进行容量划分那就再好不过了。”

Aventis Behring是一家开发治疗性蛋白质的公司,这些蛋白质可以用来治疗那些缺乏某些免疫力和缺少蛋白质的人。这家公司的高层也非常希望尽快得到Linux 2.6内核代码。其原因是新的Linux提供了更好的容量管理功能,提供了异步的输入/输出,并且对同一台服务器上的多个应用提供了更好的协调管理支持。 这家公司为什么会对异步输入/输出功能如此感兴趣?这家总部位于King of Prussia,Pa.的公司正在考虑一个在Linux系统上配置Web服务的项目,并且该项目还要有可扩展性。该项目的经理Jesse Crew说,“这里的‘异步输入/输出’可以允许那些系统命令进行排队,从而可以提高CPU的利用率,这就提高了web服务器以及数据库的系统性能。”

为了在一台服务器上运行多个应用,并且允许该台服务器同时运行多个独立的镜像,Linux 2.6提供了更好的协调管理这些应用的功能。这样就有助于系统管理和合并,并且它还可以降低系统复杂性和减少系统成本。Crew称,“从我们以前使用Windows系统的经验来看,在一台服务器上运行两个应用程序会引起两者如何共存的问题,特别是将来任何一个应用需要升级时情况就更糟糕。新的Linux的推出将彻底解决这些问题。为了在同一台服务器上运行多个应用,Linux给它们进行了逻辑上的分区,这样就使得系统的维护变得更加简单。”

经销商们也对Linux 2.6内核表现出了极大的兴趣。譬如ANTs Software公司,它是新的高性能数据库管理系统的制造商。该公司的总裁Gary Ebersole说,他们会抢先使用Linux 2.6。正是Linux 64位的地址空间才激发了该公司需要强烈使用Linux的欲望。新版Linux另外一个大的卖点就是它会支持更多数目的线程,这就允许各公司服务器提高其对称多处理机处理进程数。

Ebersole在加利福利亚Burlingame称,“我们很乐意看到这一点。由于我们采用的是一个可扩展的数据库,所以既然系统中有了更多的微处理器,我们就会使用更多的线程。新的Linux内核所提供的良好线程管理真是太棒了。”

专家认同

那些曾经自始至终参加了Linux 2.5内核代码开发的计算机专家们称,Linux 2.6产品内核的成功推出意义重大,它是迄今为止最高级的开放源代码平台。

开放源代码开发试验室(ODSL)的主管Tim Witham于5月中旬称,Linux 2.6内核代码将会在6月下旬予以公布。Tim还说,虽然在满足世界最大型企业数据库应用需求方面还有待提高,但是Linux 2.6内核代码的推出必将使Linux更进一步渗入到大型企业内部。

Tim Witham还称,“目前在任何基础设施类型的服务和较小的数据库应用里,Linux的使用绝对属于傻瓜型。但是linux 2.6内核代码将会把Linux引入到更大规模的数据库应用。这是Linux开发史上一次重大的改进,并且它也是下一次Linux内核代码开发的一个宏伟目标。”

Tim还补充说,即将推出的Linux 2.6内核代码还包含一些面向数据库服务的一些专有特征,譬如它就包括了一个增强版的调度器程序(scheduler)和一个线程库(threading library)。

OSDL是一个于2001年建立的一个全球性组织,它的宗旨就是致力于在企业计算中加速采用Linux操作系统。 IBM公司Linux技术中心主管Dan Frye说,“如果某个企业现在运行的是一个24路的对称多处理机系统(SMP),并且其大型数据库程序也是运行在该机器上。如果现在要求对其所有的部件都提供失效切换功能(failover),那么目前还没有哪种Linux可以全部做到这一点。不过在将来,Linux绝对能够担当此任。但是只有非常少的客户会要求这样做,所以他们把Linux配置在了其它的工作负载上。”

Tim相信,在Linux 2.6内核代码发布后的3到6个月的时间里(或者更短),新的开放源代码平台必定会进军商业开发领域。它将会支持更大容量的内存,不仅如此,它所支持的线程数目也得到了很大提高。

Tim还表示,新的Linux将会提供更好的网络性能,并且其存储容量和类型也会得到很大提高。所有的这些都是提升数据库应用和系统性能的必备要素。

Fyre说,在Linux 2.5内核代码开发的时候,根据Linux测试项目,IBM公司在很多台8路的对称多处理机系统上进行了好几次测试,并且每次测试都长达好几个星期。这些测试项目包含了成千上万个测试用例和测试套件包。

Fyre称,一旦2.5开发版的内核代码经测试稳定,它就将成为Linux 2.6产品的内核程序。目前这些代码还没有被公开推出,因为还有不少的bug等待修复。

Fyre说,“2.5开发版的内核代码还有几百个已知的缺陷,在它成为Linux 2.6产品的内核代码之前,这些缺陷必须被修复。”

Linux 2.5到Linux 2.6的转变还要视Linux Torvalds而定,他是Linux的创立者和首席开发师。即使现在Linux 2.5目前还有不少问题需要修复,但是其稳定性却在不断得到提高,这就表明Linux的销售商在不久的将来就可以等到Linux 2.6产品版的正式推出。Frye说,“我想Linus会等到Linux 2.5开发版比现在更好的时候才会转到Linux 2.6的正式产品版。”

Torvalds曾经对那些Linux 2.6的开发者们说,他希望在七月末内核代码峰会(Kernel Summit)召开之前能够推出Linux 2.7内核代码。

仍需增添的新特征

据Witham所说,Linux内核代码的开发团队认为,现在Linux 2.6内核代码中还有很多本来想加入的功能没有被包含进去。那么这些迟来的特征很可能会包含在Linux 2.7内核代码中。

Frye说,这些由种种原因暂且没有加入的新特征包括,不仅支持完全的非一致存储访问系统NUMA(Non-Uniform Memory Access),还会支持企业容量管理系统EVMS(Enterprise Volume Management System)。其中后者是用来处理有一定难度并且不断引起争议的容量管理问题。Fyre还补充说,单在容量管理这一点上,即使没有EVMS,Linux 2.6也比Linux 2.4要强。

甲骨文公司和Red Hat以前也曾提倡提供容量管理功能。位于加利福利亚Redwood Shores的甲骨文公司技术团队的主要成员Wim Coekaerts宣称,“我们希望Linux会提供一个逻辑容量管理器(LVM)。Linux 2.6内核代码提供的是一个设备管理器,但我们真正需求的却是LVM。”

位于北卡Raleigh的Red Hat公司执行副总裁Paul Cornier也同意Wim的这种看法。

Cornier说,“作为一个具有强大工业生命力的逻辑容量管理器,能够提供一个分类清晰的集群文件系统对我们非常重要。分布式的锁管理器就可以解决上面的问题。我们需要这些功能能够集成到操作系统当中,但是很可惜,在下一版的Linux中是不会提供这项功能。”

IBM公司的Fyre认为,改进容量管理系统已经迫在眉睫,但是很明显,在这一点上,Linux目前仍然不是一个很好的系统。

Linux 2.6内核的一些主要变化

提供了更快的,更多可预测的系统性能,并且新的API也已经完成;

对台式机的一些改进;

支持USB 2.0以及蓝牙(Bluetooth);

提供两个内核补丁包(pre-emptible,low-latency),它们可以提高系统反应速度,并且即使在系统重负载情况下,多媒体性能仍然比较出色;

对服务器的一些改进;

更新的系统输入/输出程序以及内存管理子系统,这样系统吞吐量与可扩展性都得到了很大提高;提供更快的可扩展的调度器程序;

提供用户模式的Linux,从而可以允许多个系统镜像在同一系统中运行,这就有助于服务器的聚合以及不同应用之间的隔离;

支持超过2TB的磁盘,并且也支持SGI公司的XFS企业文件系统;

提供更快的遵照POSIX标准的线程库。