CentOS 8 即將停更，未來我們該何去何從？

如果說過去一年操作系統(tǒng)領(lǐng)域有什么值得關(guān)注的大事件，無非是 Red Hat 單方面宣布將在 2021 年結(jié)束對 CentOS 8 的支持以及 eBPF 基金會正式成立，前者讓用戶開始嘗試尋找合適的系統(tǒng)進(jìn)行切換，后者讓 Linux 內(nèi)核“可編程”，這兩件事情對全球操作系統(tǒng)的發(fā)展都帶來了一定影響。

本文，InfoQ 有幸采訪到了【DIVE全球基礎(chǔ)軟件創(chuàng)新大會2021】聯(lián)席主席、阿里云研究員、阿里巴巴集團(tuán)內(nèi)核團(tuán)隊創(chuàng)始人之一馬濤，聽他分享云原生時代的操作系統(tǒng)有哪些值得關(guān)注的變化。

CentOS 8 即將停服，能做點什么？

去年 12 月份，Red Hat 單方面宣布將在 2021 年底結(jié)束 CentOS 8 的生命周期，雖然這只是商業(yè)公司做出的一個商業(yè)決定，但對所有做操作系統(tǒng)的人而言都是巨大的空間，及時解決用戶在 CentOS 退出后可能面臨的風(fēng)險成為了操作系統(tǒng)廠商和研發(fā)人員努力的方向。

當(dāng)然這件事情也并不是那么好做的。要知道，CentOS 近年來一直占據(jù)主導(dǎo)地位。2018 年的相關(guān)調(diào)查顯示，使用 CentOS 的用戶占受訪者的 39%，而 Ubuntu 為 35%。CentOS 份額在 2019 年增加到 40%，Ubuntu 仍然位居第二，為 35%。2020 年市場發(fā)生了翻天覆地的變化，隨著 Ubuntu 上升至 40%，CentOS 下降至 28%。根據(jù)W3techs數(shù)據(jù)顯示，目前 10.5%的受訪者選擇 CentOS， 選擇 Ubuntu 占 33.4%，而選擇 RHEL 的僅 0.9%。

雖然停服不意味著系統(tǒng)會一夜崩潰，但未來需要承擔(dān)很大的安全風(fēng)險，遷移成為眾多開發(fā)者的選擇。在實踐中，遷移可能遇到的問題太多了，比如內(nèi)核、內(nèi)部策略合規(guī)性或者其他原因，這一切都會在遷移過程中造成負(fù)面影響。思來想去，做了十余年操作系統(tǒng)的馬濤決定做點什么。

龍蜥 Anolis OS：雙內(nèi)核，全兼容

“我在阿里做了 10 年操作系統(tǒng)，整個時間段還是挺長的。”

十年前，阿里內(nèi)部開始研發(fā)自己的操作系統(tǒng)，主要是為了解決當(dāng)時阿里內(nèi)部遇到的一些問題，對內(nèi)核以及操作系統(tǒng)的關(guān)鍵組件都做了一些修改；2017 年開始，整個團(tuán)隊開始考慮如何將這些成熟的經(jīng)驗傳遞給更多人，可以讓更多人用起來，此時阿里開始通過 Alibaba Cloud Linux 對外輸出相關(guān)經(jīng)驗；2020 年，OpenAnolis 龍蜥操作系統(tǒng)開源社區(qū)成立，聯(lián)合阿里、統(tǒng)信在內(nèi)的眾多理事和成員協(xié)同發(fā)布了開源操作系統(tǒng)龍蜥(Anolis)OS，并引入了雙內(nèi)核解決方案，可以讓各行業(yè)客戶按照各自應(yīng)用場景有選擇地切換內(nèi)核版本。

在龍蜥操作系統(tǒng)（Anolis OS）尚未完全面世之前，筆者已經(jīng)了解到這會是一款完全兼容 CentOS 生態(tài)的操作系統(tǒng)，這種兼容對用戶而言不僅僅是一個承諾，可以讓用戶放心地將所有業(yè)務(wù)遷移到其上，也體現(xiàn)了社區(qū)的技術(shù)實力，諸如兼容性規(guī)范以及兼容性檢測工具的實現(xiàn)需要社區(qū)做大量的工作。

具體到實現(xiàn)層面，龍蜥操作系統(tǒng)（Anolis OS）搭載了兩種不同版本的內(nèi)核，分別是 RHCK 和 ANCK。其中，RHCK 與 CentOS 8 內(nèi)核同源，并會做到版本的同步迭代更新，該內(nèi)核已經(jīng)被 CentOS 用戶認(rèn)可，其穩(wěn)定性得到充分驗證。

這種雙內(nèi)核方案的意義也非常明了。一般情況下，操作系統(tǒng)會有一個主內(nèi)核，升級時可能會更換內(nèi)核，雙內(nèi)核方案的好處在于對用戶而言是雙重承諾。對在意老特性又想嘗鮮的用戶來說，第一個內(nèi)核可以完整接管之前的特性，第二個內(nèi)核則加入更多創(chuàng)新點，嘗鮮的同時又不需要承擔(dān)過高的風(fēng)險。

為了讓整個社區(qū)的運轉(zhuǎn)更加有序，OpenAnolis 龍蜥社區(qū)（下文統(tǒng)一稱龍蜥社區(qū)）還設(shè)置了理事會、技術(shù)委員會、運營委員會等組織。其中，理事會主要負(fù)責(zé)整個社區(qū)的決策和活動宣講。技術(shù)委員會是社區(qū)的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu)，運營委員會則主要負(fù)責(zé)社區(qū)的運營。此外，社區(qū)還設(shè)立了眾多 SIG 組，可以通過社區(qū)官網(wǎng)進(jìn)行查看，所有 SIG 組對全球開發(fā)者開放，可自由通過郵箱進(jìn)行申請。

本著開源開放的原則，過去一段時間，越來越多的生態(tài)伙伴加入龍蜥社區(qū)，這其中有操作系統(tǒng)、芯片以及云計算廠家，他們共同在龍蜥社區(qū)中積極打造原生開源操作系統(tǒng)發(fā)行版，兼容國際主流 Linux 廠商，支持多種硬件架構(gòu)，不僅為 CentOS 等開發(fā)者提供更多選擇，同時聯(lián)手打造一個面向未來的開源操作系統(tǒng)。

在這個面向未來的版圖中，云原生對操作系統(tǒng)的影響不容忽視，整個 Linux 社區(qū)在這種大趨勢下也在不斷演進(jìn)，這也給龍蜥社區(qū)很多啟發(fā)。做一個開源項目活一陣子很容易，活幾十年卻不是件易事，這幾十年不僅要被開發(fā)者認(rèn)可，能穩(wěn)定支持業(yè)務(wù)系統(tǒng)，還需要抓得住技術(shù)演進(jìn)的趨勢，云原生當(dāng)然是目前最不容忽視的那一個。

云原生時代的國產(chǎn)操作系統(tǒng)有何不同？

此前，馬濤也曾寫過一篇文章詳細(xì)介紹了云原生時代操作系統(tǒng)的變化。簡單來說，2000 年左右，VMware 和 Xen 虛擬化技術(shù)相繼出現(xiàn)，操作系統(tǒng)通過將物理資源虛擬化達(dá)到提高資源利用率和靈活調(diào)度的目的，最終催生了云計算的誕生。早期的 AWS、阿里云都是利用這一技術(shù)提供虛擬主機的服務(wù)。但這顯然還不是云原生。這些云廠商大都是在線下硬件上實現(xiàn)一個虛擬化層（hypervisor），把原來直接操控硬件的操作系統(tǒng)架到 hypervisor 上運行，然后服務(wù)器物理資源層面的抽象和管理都由 hypervisor 重新實現(xiàn)。這些事情線下也絕對可以做，顯然這不符合云原生的定義。雖說這是云的開端，但這不是云原生的。

2013 年，操作系統(tǒng)和云的第二次親密接觸源于容器的誕生和發(fā)展。與虛擬機的服務(wù)器資源虛擬化不同，容器是操作系統(tǒng)虛擬化，在技術(shù)棧上上升了一層——通過內(nèi)核里實現(xiàn)的 cgroup 和 namespace 等技術(shù)為不同應(yīng)用提供輕量、隔離的運行環(huán)境。2013 年，Docker 橫空出世，使得應(yīng)用容器的打包分發(fā)變得非常簡單易用，隨后 K8s 等容器編排技術(shù)出現(xiàn)，容器生態(tài)系統(tǒng)得到了快速普及和發(fā)展，容器迅速成為應(yīng)用打包分發(fā)和開發(fā)測試的主流形態(tài)，逐漸成為云計算的主要運行單元。

這就是 CNCF 定義的云原生，但它只是“狹義”的，操作系統(tǒng)在這個“狹義”云原生中起到了很大的作用，但其實它并不是真正意義上的“因云而生”，也沒有在云上體現(xiàn)任何革命性的技術(shù)革新。

容器在安全方面的不足在云上成為了一個大問題。一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的操作系統(tǒng)對于容器之間的干擾問題沒有很好的解決方案，另一方面容器之間還存在彼此攻擊，共享一些關(guān)鍵資源等非常嚴(yán)重的安全問題。機會總是留給有準(zhǔn)備的人，此時的操作系統(tǒng)終于需要因云而變、為云演進(jìn)。阿里云基于操作系統(tǒng)實現(xiàn)了輕量級虛擬化和應(yīng)用內(nèi)核等技術(shù)，打造了一種全新的安全的容器，稱之為安全沙箱容器。

沙箱容器在解決容器安全隔離問題的同時，仍然保留容器完整的技術(shù)生態(tài)和體驗，可以跟普通容器無縫的混合使用。這是操作系統(tǒng)在容器場景上因云而生的一個重要演進(jìn)，至此操作系統(tǒng)完成了“因云而生”的漂亮轉(zhuǎn)型，成為一個云原生操作系統(tǒng)。?????

如果說在容器和 K8S 時代操作系統(tǒng)是“因云而演進(jìn)”，那么到了 Serverless 時代，則要徹底創(chuàng)造出一個全新的云原生操作系統(tǒng)。通過底層系統(tǒng)全棧技術(shù)的協(xié)同融合，為云原生平臺和應(yīng)用提供高效和創(chuàng)新的云原生系統(tǒng)服務(wù)。這次變革和創(chuàng)新的力度對于傳統(tǒng)操作系統(tǒng)而言是前所未有的。

就這樣，我們看到了龍蜥操作系統(tǒng)(Anolis OS）的出現(xiàn)，雖然全兼容 CentOS 讓開發(fā)者對這款操作系統(tǒng)印象深刻，但真正面向未來整個云原生時代的演進(jìn)才最為讓人興奮，這也是保證這款操作系統(tǒng)未來可持續(xù)演進(jìn)的重要一步。

從另一個角度來看，對于整個國產(chǎn)操作系統(tǒng)的發(fā)展來說，目前比較嚴(yán)峻的問題是人才缺口較大。一方面人才的培養(yǎng)需要全社會的共同努力，另一方面也可以通過一些方式降低操作系統(tǒng)的研發(fā)門檻，讓越來越多的開發(fā)者參與其中，云原生可以降低參與門檻，eBPF 則可以有效提高內(nèi)核開發(fā)人員的效率，從而讓有限的開發(fā)者有更多精力投入到更有價值的事情中。

為什么 eBPF 突然火了？

美東時間 2021 年 8 月 12 日，Google、Microsoft、Isovalent、Facebook 和 Netflix 聯(lián)合宣布，由 Linux 基金會主辦，在其旗下成立一個新的非營利性組織 eBPF 基金會。致力于更好的推動開源項目 eBPF 的發(fā)展，支持 Linux 和其他開源技術(shù)的商業(yè)增長。

為什么 eBPF 突然之間受到如此多開發(fā)者的關(guān)注呢？最主要還是其讓 Linux 內(nèi)核“可編程”。過去，如果一個應(yīng)用程序需要內(nèi)核提供某些功能，通常的做法是先反饋給社區(qū)，社區(qū)內(nèi)部進(jìn)行討論才有可能進(jìn)入 Linux 內(nèi)核，整個過程非常漫長，少則半年多則一年，進(jìn)入內(nèi)核也不代表用戶可以立刻用到，還需要廠商將改動更新到自己的內(nèi)核上。在 eBPF 的幫助下，整個時間大幅縮短至兩到三個星期，極大加快了開發(fā)人員對內(nèi)核的貢獻(xiàn)速度。

這也在一定程度上反映出 Linux 社區(qū)的持續(xù)演進(jìn)，即便 Linux 已經(jīng)發(fā)展了 30 年，但技術(shù)仍在不斷更新，無論是 eBPF 還是存儲、網(wǎng)絡(luò)層面，Linux 社區(qū)都在持續(xù)吸收新的想法。

然而，即便我們已經(jīng)看到了諸如龍蜥社區(qū)這樣的組織正在積極推進(jìn)國產(chǎn)操作系統(tǒng)的發(fā)展，很多用戶對這個領(lǐng)域的感知依舊停留在“大公司不做，做的公司都不大”的層面，這可能是因為很多人還沒有開始真正了解社區(qū)在做的事情，也可能是因為操作系統(tǒng)領(lǐng)域的部分開發(fā)者還散落在世界各處未形成合力。

不可否認(rèn)的是，操作系統(tǒng)正在急劇升溫，而社區(qū)是開發(fā)者們與志同道合之人暢所欲言的最佳場合，共同決定一款諸如龍蜥操作系統(tǒng)(Anolis OS）這樣一個操作系統(tǒng)的發(fā)展方向，然后用它來承載每一個應(yīng)用場景，想想就是一件蠻酷的事情。

為了給廣大操作系統(tǒng)領(lǐng)域開發(fā)者一個見面的機會，InfoQ 決定于 11 月 26 日至 11 月 27 日在北京悠唐皇冠假日酒店舉辦【DIVE 全球基礎(chǔ)軟件創(chuàng)新大會 2021】，馬濤作為本屆大會的聯(lián)席主席也可能出現(xiàn)在會場與大家共同交流，本次大會也特別設(shè)置了【操作系統(tǒng)研發(fā)實踐】專場，由清華大學(xué)計算機系副教授陳渝擔(dān)任出品人，希望和大家一起通過半天的交流走進(jìn)國產(chǎn)操作系統(tǒng)的研發(fā)背后，深入了解其研發(fā)難點及最新進(jìn)展。