國產(chǎn)操作系統(tǒng)“進(jìn)擊”之路——光大銀行操作系統(tǒng)風(fēng)云錄

主機(jī)操作系統(tǒng)OS390，IBM大型機(jī)（Main frame）專用操作系統(tǒng)等，隨著PC服務(wù)器的性能大幅提升以及分布式架構(gòu)的普及，已經(jīng)逐步退出歷史舞臺。

AIX和HP-UX操作系統(tǒng)，適用Risc芯片，小型機(jī)使用的專有操作系統(tǒng)，以性能出眾、運(yùn)行穩(wěn)定著稱，當(dāng)然價(jià)格也是十分感人。目前光大銀行仍有部分系統(tǒng)運(yùn)行在小型機(jī)上，下面針對這兩種操作系統(tǒng)進(jìn)行介紹：

1. HP-UX

全稱為Hewlett Packard Unix，是惠普9000系列服務(wù)器的操作系統(tǒng)，可以在HP的Pa-Risc處理器、Intel的Itanium處理器的電腦上運(yùn)行。其設(shè)計(jì)目標(biāo)是依照POSIX標(biāo)準(zhǔn)可靠而穩(wěn)定地運(yùn)行、能進(jìn)行嚴(yán)格管理的UNIX系統(tǒng)，它以良好的開放性、互操作性和出色的軟件功能在金融等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

光大銀行從應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)初期，就開始使用HP-UX操作系統(tǒng)，從最開始的HP-UX 10.20版本，隨著不同類型服務(wù)器的逐步升級，HP-UX也使用到最終的11iV3版本。自2000年惠普推出SuperDome高端服務(wù)器以來，光大銀行核心、網(wǎng)銀、手機(jī)銀行、圖前、客服、理財(cái)和Summit等重要系統(tǒng)都在此平臺上使用HP-UX操作系統(tǒng)，其中核心系統(tǒng)還單獨(dú)使用了11i安全特性的trust模式，HP-UX操作系統(tǒng)套數(shù)在光大銀行生產(chǎn)最高峰時(shí)達(dá)到近400套。但隨著虛擬化、全棧云等技術(shù)的發(fā)展，從硬件小型機(jī)到軟件操作系統(tǒng)都顯現(xiàn)出越來越多的劣勢，首先維護(hù)成本持續(xù)未減，隨著硬件超期服役，故障率逐漸升高，系統(tǒng)可用率直接受到影響，人員和設(shè)備維護(hù)成本也未能降低；其次惠普公司在國內(nèi)的變化，使得HP-UX操作系統(tǒng)的支持力度也在下降，在大力推進(jìn)自主可控的前提下，我們確實(shí)應(yīng)加快小機(jī)下移的速度。在小機(jī)下移后我們可以得到以下收益：

• 下移X86環(huán)境的cpu主頻比原HP小型機(jī)主頻更高，整體性能有所提升。?

• 小機(jī)下移后，硬件架構(gòu)和操作系統(tǒng)的選型都使得應(yīng)用可以更加靈活，不局限于小型機(jī)和HP-UX操作系統(tǒng)的限制。

• 虛擬化和云服務(wù)后，使得系統(tǒng)層管理更加規(guī)范，更便于維護(hù)，很大程度減少人員和設(shè)備成本。隨著行內(nèi)近幾年小機(jī)下移工作的進(jìn)行，目前生產(chǎn)還有140余套HP-UX，也計(jì)劃在2023年完成下移。努力讓HP-UX為光大銀行站好最后一班崗！

2. AIX

AIX是IBM基于AT&T Unix System V開發(fā)的一套類UNIX操作系統(tǒng)，1986年1月，伴隨第一個(gè)版本AIX v1破繭而出，AIX成為世界上第一個(gè)能夠支持商用RISC系統(tǒng)的UNIX操作系統(tǒng)，UNIX也由此脫胎換骨并正式進(jìn)入商用領(lǐng)域，隨后的20多年內(nèi)AIX也成為最具影響力的操作系統(tǒng)之一。

AIX操作系統(tǒng)通常運(yùn)行在IBM公司專有的Power系列小型機(jī)之上，以性能出眾、運(yùn)行穩(wěn)定等特性長期稱霸金融以及電信等有著苛刻要求的領(lǐng)域。在2019年以前光大銀行很大一部分AB類系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)運(yùn)行在AIX平臺之上，承載了光大銀行十分重要的業(yè)務(wù)。但隨著光大銀行降本增效工作的戰(zhàn)略要求，開展加大了產(chǎn)品架構(gòu)轉(zhuǎn)型的力度，逐批次進(jìn)行小型機(jī)系統(tǒng)遷移至X86系統(tǒng)上，近兩年光大銀行AIX操作系統(tǒng)的數(shù)量已急劇減少，僅剩少量系統(tǒng)使用。

巨人已衰敗，或許未來的某一天，它僅僅成為一代人的記憶，但不可否認(rèn)過去20年的發(fā)展歷程中，AIX和HP-UX對整個(gè)人類計(jì)算發(fā)展史均做出了杰出的貢獻(xiàn)，吾輩應(yīng)當(dāng)銘記！

Linux是一個(gè)類Unix計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的統(tǒng)稱，是自由軟件和開放源代碼發(fā)展中最著名的代表。1991年，芬蘭大學(xué)生Linus Torvalds萌發(fā)了開發(fā)一個(gè)自由的UNIX操作系統(tǒng)的想法，于是Linux就誕生了，為了讓Linux能夠有更多的人參與，Linux將其通過Internet發(fā)布，從此一大批知名的、不知名的電腦黑客、編程愛好者加入到開發(fā)過程中來，Linux逐漸成長起來。Linux憑借優(yōu)秀的設(shè)計(jì)、不凡的性能以及IBM、INTEL、CA、CORE、ORACLE等國際知名企業(yè)的大力支持，市場份額逐步擴(kuò)大，已經(jīng)成長為影響整個(gè)世界的操作系統(tǒng)之一。

Linux發(fā)行版是指為達(dá)到某種目的而制作的一個(gè)完整的系統(tǒng)，例如桌面應(yīng)用、實(shí)時(shí)應(yīng)用以及嵌入式應(yīng)用等。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前已經(jīng)有超過三百個(gè)發(fā)行版被發(fā)布，最普遍被使用的發(fā)行版有Fedora、Debian、Ubuntu、RedHat、SuSE、CentOS等等。

1.SuSE

SuSE?Linux源于德國，最初以Slackware Linux為基礎(chǔ)并提供完整德文使用界面的產(chǎn)品，后續(xù)被打造成一個(gè)完整發(fā)行版，憑借德國人的工匠精神，SuSE Linux被打造的十分完美，無處不彰顯著精益求精的態(tài)度，雖其公司多次被資本市場青睞，先后被收購，但SuSE品牌一直保持獨(dú)立運(yùn)營，足見其在Linux江湖地位之高，因此，SuSE Linux憑借其出色表現(xiàn)，在國內(nèi)金融以及電信等行業(yè)占據(jù)一席之地。

SuSE提供X86_64、ARM、IBM Power等多個(gè)平臺的版本，同時(shí)也有專門針對高性能計(jì)算HPC的版本發(fā)布。SuSE自身支持高可用集群軟件、跨地域集群，可以提供靈活的集群解決方案、持續(xù)數(shù)據(jù)復(fù)制、用戶友好的工具、負(fù)載均衡、節(jié)點(diǎn)備份和恢復(fù)等功能。SuSE的技術(shù)生態(tài)環(huán)境良好，完全支持開源hypervisors，訂閱一個(gè)服務(wù)器操作系統(tǒng)，可以運(yùn)行無限個(gè)虛擬機(jī)；提供SuSE Cloud—基于openstack開源云解決方案，其可與SuSE Studio、SuSE Manager緊密結(jié)合，為企業(yè)提供混合云平臺和工具。

其在光大銀行是一個(gè)長期在用的操作系統(tǒng)，在2019年以前，承載了光大銀行絕大部分的應(yīng)用服務(wù)以及部分系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)，2019年之后逐漸承載了部分重要系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)。SuSE11.4、SuSE12.3將于今明兩年結(jié)束生命周期，結(jié)束后將無法獲取更新、漏洞無法得到修復(fù)，目前主推版本為12.5，并逐步推進(jìn)替換即將到期的11.4和12.3。SuSE雖然是國外品牌，但一直與中國市場保持緊密合作，目前已經(jīng)推出了基于華為歐拉（openEuler）的版本。

2. RedHat

RedHat Linux算得上是最著名的Linux發(fā)行版了，目前市場上流傳的各版Linux或多或少都與其有著一定關(guān)系，大名鼎鼎的CentOS是基于RedHat按照開源規(guī)定釋出的源代碼編譯而來，由此可見RedHat地位之高。其穩(wěn)定可靠，有大量可參考的案例及配套的管理工具，國內(nèi)金融以及電信等行業(yè)中大量被使用。

RedHat Linux在各種平臺上支持虛擬化技術(shù)、支持多核處理器、支持AutoFs和iSCSI、支持根設(shè)置多路IO(MPIO)等技術(shù)，提供圖形化SELinux管理界面、改進(jìn)的ACPI支持、塊設(shè)備數(shù)據(jù)加密、Conga集群和存儲管理等功能。目前RedHat最新版本是9.0，采用最新的處理同步編程任務(wù)的新技術(shù)（NPTL）；具備了高性能的新內(nèi)核、更豐富的桌面環(huán)境、與Windows一樣易操作的圖形界面。

光大銀行自2019年將其引入之后，其使用量快速增長，已成為小機(jī)下移至X86平臺的首選操作系統(tǒng)，承載了大量的Oracle Rac2+2架構(gòu)的生產(chǎn)系統(tǒng)，目前其在生產(chǎn)環(huán)境的占比已迅速增長到50%。光大銀行目前RedHat Linux主推版本為7.9，8.0版本正在研究階段。

1. 銀河麒麟操作系統(tǒng)

銀河麒麟操作系統(tǒng)V10擁有內(nèi)生安全、融入移動、性能領(lǐng)先、生態(tài)豐富、體驗(yàn)提升和云端賦能等特點(diǎn)，目前銀河麒麟操作系統(tǒng)V10也已全面應(yīng)用于令國人自豪的其他大國重器，如火星探測器-天問一號成功著陸火星、月球探測器、嫦娥五號成功發(fā)射以及神舟十二號載人飛船與中國空間站核心艙對接等。

光大銀行從2017年開始試點(diǎn)和推廣國芯操作系統(tǒng)，并將其作為加強(qiáng)基礎(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)品多樣化的重點(diǎn)工作領(lǐng)域來推進(jìn)。在工作機(jī)制方面，以總體目標(biāo)為導(dǎo)向，從試點(diǎn)系統(tǒng)的月度工作計(jì)劃入手，促進(jìn)任務(wù)實(shí)施，跟蹤任務(wù)進(jìn)展，推進(jìn)各試點(diǎn)系統(tǒng)的工作進(jìn)度。

光大銀行在試點(diǎn)前期做了大量的思考工作，在整體的信創(chuàng)改造和操作系統(tǒng)選型規(guī)劃中，重點(diǎn)考慮了以下問題：

（1）安全要求高：操作系統(tǒng)作為軟硬件的紐帶，在安全領(lǐng)域扮演著核心角色，是國家防范網(wǎng)絡(luò)攻擊與威脅的重要問題，而金融行業(yè)作為關(guān)系國民經(jīng)濟(jì)命脈的重要行業(yè)和關(guān)鍵領(lǐng)域，信息安全極為重要。操作系統(tǒng)需符合公安部等級保護(hù)要求，同時(shí)滿足金融行業(yè)應(yīng)用中的各種安全需求，如白名單、應(yīng)用簽名機(jī)制、國密算法、執(zhí)行控制等。

（2）穩(wěn)定性需求：從應(yīng)用使用角度考慮，操作系統(tǒng)作為承上啟下的關(guān)鍵層，是各應(yīng)用軟件運(yùn)行的底層基石，要求具備非常高的穩(wěn)定性，保證各業(yè)務(wù)場景穩(wěn)定運(yùn)行。

（3）可持續(xù)性發(fā)展：操作系統(tǒng)為核心的基礎(chǔ)支撐軟件，產(chǎn)品演進(jìn)需為長期演進(jìn)版本，是保障生態(tài)積累與穩(wěn)定發(fā)展的必要性。產(chǎn)品的穩(wěn)定性及長遠(yuǎn)角度均對企業(yè)的整體實(shí)力及產(chǎn)品的可持續(xù)發(fā)展能力有很高的要求。

（4）硬件兼容性要求高：光大銀行的信創(chuàng)替換面臨鯤鵬、飛騰、海光、兆芯、龍芯、Intel 等多芯片選型，操作系統(tǒng)需多 CPU 平臺支撐同時(shí)兼容國產(chǎn)整機(jī)型號，選型過程中，對于操作系統(tǒng)硬件兼容性和產(chǎn)品穩(wěn)定性，都需要綜合考量。

現(xiàn)銀河麒麟操作系統(tǒng)V10為光大銀行信創(chuàng)的主推操作系統(tǒng)，已發(fā)布X86和ARM版本銀河麒麟 V10的定制化鏡像，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化操作系統(tǒng)版本管理，定制系統(tǒng)預(yù)裝軟件，降低維護(hù)成本；推動全棧云適配工作，新建麒麟制品倉庫，完善Gitlab代碼，實(shí)現(xiàn)A/B棧環(huán)境母帶自動化構(gòu)建；更新工具箱適配銀河麒麟V10，新增48個(gè)檢查點(diǎn)；持續(xù)完善安全基線重檢、安全漏洞修復(fù)工作；持續(xù)完善安全可控操作系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)文檔、技術(shù)培訓(xùn)體系，做好生態(tài)建設(shè)。

目前銀河麒麟ARM架構(gòu)的機(jī)器數(shù)量已在逐步投產(chǎn)且穩(wěn)定運(yùn)行，已在國產(chǎn)中間業(yè)務(wù)云平臺、辦公自動化、統(tǒng)一接口平臺、人民幣跨境支付等多套系統(tǒng)，超過180臺服務(wù)器上應(yīng)用，39家分行以及信用卡中心共上線80多臺服務(wù)器，全棧云華為棧投產(chǎn)上線110臺虛擬機(jī)，目前生產(chǎn)環(huán)境運(yùn)行效果穩(wěn)定，同時(shí)，還有430余臺信創(chuàng)操作系統(tǒng)服務(wù)器正在進(jìn)行投產(chǎn)前測試的測試工作。

現(xiàn)階段，光大銀行正在逐步完成兼容國產(chǎn)化X86芯片的操作系統(tǒng)的適配工作，主要包括：全棧云、容器云、BES中間件、EverDB數(shù)據(jù)庫、愛數(shù)備份軟件、華為存儲等，從而進(jìn)一步擴(kuò)大信創(chuàng)操作系統(tǒng)使用范圍，爭取加快國芯產(chǎn)品的使用增長率。

2. openEuler

openEuler于2019年12月31日正式開源，其源代碼已開放給原子開源基金會，并成立openEuler社區(qū)，個(gè)人開發(fā)者可以獲得免費(fèi)的社區(qū)版操作系統(tǒng)，企業(yè)用戶可以獲得openEuler生態(tài)下完善的企業(yè)級應(yīng)用工具鏈，支持云計(jì)算、邊緣計(jì)算和嵌入式等場景。其全新的Linux內(nèi)核5.10版本，包含了內(nèi)核熱升級框架、內(nèi)存分級擴(kuò)展能力等新特性，其中，內(nèi)核熱升級可以實(shí)現(xiàn)OS漏洞修復(fù)以及升級解決方案，實(shí)現(xiàn)在業(yè)務(wù)不感知的情況，實(shí)現(xiàn)內(nèi)核在線升級；內(nèi)存分級擴(kuò)展是通過內(nèi)核態(tài)的內(nèi)存頁面閑忙統(tǒng)計(jì)機(jī)制，精確識別進(jìn)程內(nèi)存頁面訪問冷熱分布，支持SCM、XL Flash、NVMe SSD等介質(zhì)，來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)存容量平滑擴(kuò)展。

目前麒麟軟件等廠商已基于歐拉開發(fā)出商用發(fā)行版，服務(wù)范圍涵蓋政企、金融、私有云等行業(yè)領(lǐng)域，其中，某行的信用卡業(yè)務(wù)通過將其核心系統(tǒng)重構(gòu)，平滑切換到銀行核心系統(tǒng)+鯤鵬+openEuler，實(shí)現(xiàn)了改造性能提升13%的目標(biāo)，成為年度最佳案例。光大銀行未來也有打算引入開源openEuler等其他國產(chǎn)化操作系統(tǒng)的計(jì)劃，來完善目前操作系統(tǒng)信創(chuàng)領(lǐng)域的生態(tài)圈。