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在操作系统这条赛道上,为什么 Laxcus 和 Windows、MacOS 不一样

  • 2022 年 5 月 29 日
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在操作系统这条赛道上,为什么Laxcus和Windows、MacOS不一样

之前在网上发了这张图片,收到几个网友私信问我,这个操作系统不就是 MacOS 吗?Laxcus 和 MacOS 有什么不同,是干什么的?现在操作系统这么多,有必要再开发一种吗?这个操作系统的应用亮点在哪里,有市场前景吗?...诸如此类的问题。我一一回复了之后,忽然觉得这些问题都很有代表性,应该也是很多人的疑问,所以把内容重新整理了发出来,希望有同类问题的朋友,看到这篇文章后能够解答他们心中的疑惑。


为了便于把问题讲明白,咱们分别从几个方面进行进行阐述。


一、产品定位



MacOS 的产品定位是桌面操作系统。桌面操作系统的作业特点和目前大多数操作系统一样,包括 Unix、Linux、iOS、Windows,它运行的物理设备都是一台计算机,所以从这个角度来说,桌面操作系统也是单机操作系统。只是 MacOS 和其它操作系统区别在于,它使用专有硬件,处理工作以图形界面为基础,以个人业务为主,属于 To C 的操作系统。Windows 的图形用户界面虽然与 MacOS 有所区别,但是产品属性完全相同。


而 Laxcus 的产品定位不是这样,它的产品定位是分布式操作系统,面对大算力、高存储的应用场景。分布式操作系统需要的物理设备,不是一台计算机,而是很多台计算机,以分布协同方式运行在这些计算机上,目标是服务多人共享环境和企业级业务。对计算机数量的不同要求,是分布式操作系统和单机操作系统的根本区别。在 Laxcus 分布式操作系统里,有类似 MacOS 的桌面操作系统部分,却不是全部。Laxcus 分布式操作系统最重要的部分,集中在服务器上。在服务器部分,Laxcus 通过联网将海量的服务器聚合起来,组成一个巨大的计算机集群,对外输出存储空间和计算算力,处理超大规模的分布式存储和分布式计算业务,实现单机操作系统不能完成或者短时间不能完成的工作,这才是 Laxcus 根本目的。这种能力,目前除 Laxcus 分布式操作系统之外,其它任何操作系统都不具备。图形桌面在 Laxcus 分布式操作系统里,功能定位是提供交互式的前端入口,来控制处理庞大的后端业务。所以 Laxcus 属于 To B 的操作系统。


二、图形桌面



真实的 Laxcus 桌面应该是上面这个样子,它不是简单的 MacOS 桌面复制品,更多是借鉴了 Windows 和 MacOS 桌面之后的自主创新。这些可以见到的元素包括:图形桌面是以图标化的图示为主,有意减少文字描述。桌面底部是任务栏,任务栏左侧是启动按纽,点击后会弹出启动菜单。右侧是一组系统图标,中间显示运行中的应用软件。托盘应用图标被集中放置在托盘面板上,点击任务栏上的系统托盘图标,托盘面板会在任务栏上方显示,再次点击就被隐藏起来,这个设计极大减少了托盘应用占用应用软件的空间。应用坞(DOCK)可以在桌面上移动,在任何位置显示或者隐藏起来。图形窗口采用了扁平化加细边条的设计风格,最大化展示窗口内容,窗口右上角使用了红绿黄三色灯设计,保证有醒目的外观。系统还为运行中的应用软件提供快照功能,将鼠标移到任务栏的应用软件上,系统会弹出一个悬浮窗口,显示应用软件在后台的运行状态。图形桌面还使用了磁吸式设计,鼠标拖动桌面上的应用图标,桌面预显示对齐位置,释放鼠标后应用图标自动对齐,保证桌面上的应用软件排列整齐美观。


三、后端


说完可视的 Laxcus 图形桌面前端,咱们再说说的不可视的后端部分。相比 Laxcus 桌面前端,Laxcus 后端提供的功能要庞大复杂太多。鉴于真正了解计算机、网络、分布式体系原理的人并不多,所以咱们本着尽量简单易懂的原则,在不过多涉及专业技术情况下,把事情说清楚。



这是 Laxcus 分布式操作系统对标云计算三层的结构图,Laxcus 分布式操作系统最初是以云计算三层为参考模型设计开发而来。在 IaaS 基础层提供基础计算环境和虚拟化能力,在 PaaS 平台层提供数据、计算、管理相关的业务接口和服务,在 SaaS 软件层对接分布式应用软件,提供分布式应用软件编程开发和运行环境。



发展到 6.0 版本,Laxcus 分布式操作系统已经覆盖云端、边缘端、终端,具备了多极部署能力。三端的分工是:在云端,处理超大规模和复杂的分布式存储和分布式计算业务;在边缘端,处理简单和小型的计算业务,同时为高安全场景提供类内外网络隔离的网关功能;在终端,也就是前面说的桌面环境,以图形化界面和分布式应用软件为入口,提供感知型的人机交互。通过这些手段,Laxcus 分布式操作系统已经把前后端技能点齐,目前正在向泛联接和泛计算方向演进。


四、核心技术



这是一张 Laxcus 分布式操作系统的架构图,它几乎涵盖了分布式领域的所有主流技术。最下面是 Laxcus 分布式操作系统内核,Laxcus 内核和其它操作系统内核作用一样,为上层的业务和功能提供基础支持。最上面分别是用户前端入口、管理员前端入口,以及开发分布式应用软件的分布式编程工具包(DSDK)。在它们之间,是 Laxcus 分布式操作系统的各个功能模块,Laxcus 分布式操作系统强大的分布式处理能力,都在这里实现,大部分功能模块已经超过传统操作系统的范畴,其中有六项基础功能最为重要,每一项单独拿出来,都是一款重量级软件产品,也被称为 Laxcus 分布式操作系统的“六大金刚”,有必要在这里重点说一下。



1、虚拟化


Laxcus 分布式操作系统的虚拟化和传统的虚拟化不一样。传统的虚拟化是针对的是计算机,把一台物理计算机分割成 N 个虚拟计算机,每个用户占用一块虚拟空间,而 Laxcus 分布式操作系统的虚拟化针对的是计算机集群,它把一个物理的计算机集群分割成 N 个虚拟的计算机集群,每个用户占用一块虚拟的计算机集群空间。虚拟集群之间的关系,属于“鸡犬之声不相闻,老死不往来”的情况。用户的所有业务,都在虚拟集群里处理。


2、安全管理



Laxcus 分布式操作系统提供的安全服务,从用户键盘贯穿到服务器硬盘,属于全域化的安全管理。中间涉及网络通信、密码学、IO、沙箱、权限,全域安全管理保证用户每一步操作安全可控。物理硬件方面支持经典密钥机、量子密钥机、自定义软硬密钥设备的接入,从根本上实现全网络、全流程的分布式安全管理,满足全栈一体化的通信安全、存储安全、计算安全的需要。


3、大数据


Laxcus 分布式操作系统提供的是数据库和数据仓库一体化的大数据,功能上支持 SQL、分布锁、事务,保证用户在处理大型应用业务时,即拥有强大的计算能力,也拥有强大的数据存储能力,同时省去安装第三方数据软件的麻烦。另外一个作用是对接分布式应用软件,满足分布式应用软件的一体化数据存储计算需要。数仓一体大数据,现在这种系统有一个专业名词:HTAP(混合事务分析处理)。


4、人工智能


目前主要提供 DFL3 人工智能模型,这是一个小样本深度学习模型,已经应用在计算机集群的智能化管理、故障实时感应、数据流量的分配和控制上。在 Laxcus 分布式操作系统里,人工智能的产品定位是辅助分布式应用软件,在执行分布式存储和分布式计算时,解决应用业务智能化决策判断处理的问题。


5、应用容器



所有应用容器的作用都是用来管理维护运行分布式应用软件。但是 Laxcus 应用容器和目前主要的应用容器大不一样是,Laxcus 应用容器是水密舱结构,采用的是应用软件分开部署放置,每个应用独享一段系统空间资源的方式,而目前主要应用容器都是把应用软件集中管理,堆叠放置,共享系统空间资源。这项改进使 Laxcus 应用容器更接近于虚拟机的处理效果,具备的优点包括:1.杜绝了应用程序之间的相互干扰和非法访问;2.提供了更加安全可靠的托管运行模式;3.应用软件故障被限制在封闭空间内部,不会再出现一个应用故障波及影响到其它应用运行的现象。


6、分布式应用软件


如果说上功能在其它地方还能找到对应的产品,那么分布式应用软件绝对是 Laxcus 分布式操作系统上的独创原生产品。不同于传统的操作系统,一套应用软件只能在一台计算机上运行,Laxcus 分布式应用软件,在 Laxcus 分布式操作系统协助下,能够同时在很多计算机上分散并行运行。这个特点使 Laxcus 分布式应用软件的处理能力,比传统的单机应用软件要强大太多,很多单机操作系统上完成的业务,在 Laxcus 分布式操作系统和分布式应用软件的作用下,都能够瞬间完成,这也是 Laxcus 分布式操作系统处理能力强大的核心密码。


Laxcus 分布式应用软件是一个前端驱动的应用软件,在前端(包括终端和边缘端)启动后,发出的指令会作用到后端(云端)。后端负责分配资源执行分布式工作,结合大数据、人工智能等基础功能,实现分布式存储和分布式计算,最后把结果返回给前端。现在的 Laxcus 分布式应用软件,编程接口和开发工作已经标准化和模块化,加上云端的分布式模型,所有涉及分布式调配的功能,全部由系统来提供实现,开发工作被极大简化。目前 Laxcus 分布式应用软件的编写开发流程,已经和传统的单机应用软件开发没有什么区别。



管理上述基础服务的是分布式总线。分布式总线建立 FIXP 通信协议基础上。FIXP 通信协议是一种专属私有的二进制通信协议,底层对接各种标准化协议,支持的通信包括流通信、包通信、Keep UDP 通信、RPC 调用。数据传输是类似 5G 网络的 Massive MIMO 通信,能够在不改变网络基础设备情况下,将传输效率提高 5-20 倍,极大减少分布处理的时延,对大规模的分布式存储和分布式计算业务非常重要。Invoke/Produce 模型负责全局的业务流程编排和运行调度。



体系结构方面,Laxcus 分布式操作系统采用的是松耦合架构。这种架构将集群中的计算机按照不同分工,抽象成多种节点,每种节点在计算机集群中,负责管理上述的一项或者几项功能和服务,节点之间以异步和弱连接方式协同运行。系统允许节点按照规则自由组合,每个节点可以动态接入或者退出计算机集群,结合系统中的实时感知和冗余容错处理,故障节点能够在极短时间被发现处理,单个节点的加入或者退出不会影响计算机集群整体运行。这些技术手段,使得 Laxcus 分布式操作系统管理下的计算机集群具有极高的稳定性和可靠性。


以上就是 Laxcus 分布式操作系统的大致情况。Laxcus 面对的是应用场景是大规模、超大规模的分布式存储和分布式计算,除了人机交互的图形桌面前端部分,其它主要的后端部分和功能都运行在服务器集群上。Laxcus 分布式操作系统设计为多人共享使用,所以需要虚拟化技术将服务器集群隔离,系统安全解决多人共享时的安全问题,分布式应用软件实现前端驱动后端,处理个性化的大型应用业务,大数据用来保存分布式处理的数据,人工智能提供智能化的计算和存储方案,应用容器托管计算机集群上的应用软件,分布式总线实现总体的资源和业务调度。


Laxcus 分布式操作系统和传统操作系统区别在于:传统的操作系统,一套系统支持一台计算机运行。Laxcus 分布式操作系统,一套系统支持许多台计算机同时运行。传统的应用软件,运行环境是一套操作系统和一台计算机。Laxcus 分布式应用软件,运行环境是一套 Laxcus 分布式操作系统和许多台计算机。相比传统的操作系统,Laxcus 分布式操作系统链接终端、边缘端、云端,在兼具传统操作系统能力的同时,能够提供更多算力、更多存储空间,指数级提升作业效率,满足更多业务场景需要!所以说,Laxcus 分布式操作系统是和所有传统操作系统截然不同的新一代操作系统。


五、未来规划



正如门房大爷面对陌生人都会发出的灵魂三问一样:你是谁,你从哪里来,你要到哪里去。我已经回答了“我是谁”的问题,下面再接着讲讲“从哪里来”和“到哪里去”的问题。



先说“我从哪里来”:为什么做这个系统。


如果各位了解过操作系统的发展历史,不难发现,随着每个时代对计算机应用需求的变化,操作系统差不多每隔 10 到 20 年,都会经历一次大的升级换代。在每次升级换代过程中,新势力将崛起逐渐占领市场,旧势力将渐渐萎靡直到消失退出舞台,无论初期旧势力多么强大,新势力多么弱小,这个规律永桓不变。从最早用在 IBM 大型机上的 OS360 操作系统,到后来 PC 操作系统 Dos、Windows、Macintosh,以及服务器上的 Unix、Linux 操作系统,到现在的手机上的 iOS、Andorid 操作系统,莫不如是。这差不多是操作系统界的摩尔定律。


现在我们又一次站在时代的十字路口。当下一个肉眼可见的现象是:随着社会发展和大量新产业的出现,对计算机算力和存储需求也在大幅飙升,基于单台计算机的传统操作系统和应用软件,已经无法满足用户需求。他们需要一种兼顾传统操作系统,同时又能够提供巨大算力和存储能力的新一代操作系统。


还有,从经济发展看,数字经济在全球产业格局所占比重越来越大,据五道口某位经济学家预测,仅只是到 2025 年,数字经济就将占国内 GPD 产值的 50%。而传统操作系统单机作业的特点,已经不能满足数字经济时代对巨量算力和数据存储能力的需求。不破不立,就象 2007 年 IPhone 和 iOS 的出现,点爆移动互联网一样,目前分布式应用产业市场已经成熟崛起。


这些基础因素,就是我们的团队研发 Laxcus 分布式操作系统的动机。



最后咱们再说说“要到哪里去”:Laxcus 分布式操作系统的目标市场。


因为 Laxcus 分布式操作系统的产品定位是超大规模的分布式存储和分布式计算场景,面向 To B 市场(没有个人会为了打游戏写文档部署几百上千台服务器),这些市场相对集中和确定,现在主要有:企业服务、产业互联网,数据中心、算力中心、云计算、物联网,数字家庭、超级计算机。目前我们已经在着手培养 Laxcus 分布式应用生态。Laxcus 分布式操作系统是开源的,我们鼓励开发者为 Laxcus 分布式操作系统增加修改功能,分享技术成果给大家使用,因此取得的收益将归开发者所有。



最后说点自己的从业感受:从业许多年了,一直在计算机行业打拼,深知操作系统做为 ICT 产业的核心重要性,之前我们已经错失很多次发展机会,如果我们抓住本次工业 4.0 带来的产业升级窗口期,从 ICT 最基础的操作系统上实现突破,把现在和未来大量的分布式业务纳入中国公司主导的应用产业生态,将从根本上改变中国在全球产业链上的格局。在此,我代表我们的团队,欢迎所有企业和开发者们加入我们的分布式应用产业生态联盟,壮大中国的 ICT 产业市场,没有人能压制中国的技术和进步。


了解更多 Laxcus 分布式操作系统的图形设计、网络通信、分布式存储、大数据、分布式计算、边缘计算、人工智能、云原生、安全管理、分布式应用软件开发和其它前沿技术,请关注公众号“Laxcus 分布式操作系统”,或者联系小编微信,加入产品技术群,让我们一起讨论最新的技术知识。



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LAXCUS分布式操作系统应用软件设计开发交流 2020.10.14 加入

LAXCUS是新一代基于集群架构的分布式操作系统,聚合硬件资源,支持海量用户共享使用。其上运行分布式应用软件,做为人机交互的入口和载体,处理各种大规模存储及计算应用业务。官网:https://www.laxcus.com/

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