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Linux--服务器操作系统的后起之秀

http://tech.sina.com.cn 2001/01/17  软件世界 SWM

  Linux已被实践证明是高性能、稳定可靠的操作系统,特别是从1998年以来,得到了世界上许多大软件公司的支持,拥有了大量的应用软件。目前,Linux已可以与各种传统的商业操作系统分庭抗礼,占据了市场的相当大份额。

  在中国的服务器操作系统市场上,NetWare及Windows NT先后占据主要的市场份额。随着Linux的普及,一批合资或本土的软件公司如中科红旗、中软总公司纷纷投资开发基于开放源代码的Linux服务器操作系统。

  日前,中科红旗软件技术有限公司推出了红旗Linux服务器版2.0。红旗Linux支持基于Intel平台的各厂商的PC台式机和PC服务器,并且支持康柏公司的Alpha系列服务器及IBM的大型机S390。红旗公司还推出了基于红旗Linux的解决方案,包括ISP/ICP、中小企业办公、系统集成商、电子商务、保险业务、高端科学计算等方面。

  一、Linux服务器版本的关键技术特点

  1.中文平台

  以前的中文平台在X Window下着重于截取X的函数或通讯协议,红旗Linux 2.0在红旗Linux1.1.2的基础上有了重大突破,完全在国际化的基础上架构了全新的中文显示技术,没有对X的函数及通信协议作任何修改就完全能够显示汉字,支持TrueType显示,并且支持TrueType的无级缩放与字型变换等。

  长期以来Linux的中文输入处于非常混乱的局面,其实在X Window上很早就有一套国际规范来解决X上的输入问题,这就是XIM。Rfinput是红旗Linux利用Imdkit开发的遵循XIM的输入法,她支持智能ABC、GBK拼音、区位、郑码,以及在香港很有声望的九方输入法,并可以方便地对它进行扩充。

  红旗Linux服务器版支持三种语言,即简体中文、繁体中文和英文,用户可自由在三种语言之间进行切换。

  2.日志文件系统

  尽管Linux可以支持种类繁多的文件系统,但是几乎所有的Linux发行版都用ext2作为默认的文件系统。ext2在写入文件内容的同时并没有写入文件的meta-data和文件有关的信息,如果在写入文件内容之后但在写入文件的meta-data之前,突然断电,文件系统就会处于不一致的状态。在一个需要大量文件操作的系统中,出现这种情况会导致很严重的后果。重新启动的时候,Linux会运行一个叫做“fsck”(file system check)的程序,扫描整个文件系统。修复不了是经常的事。如果文件系统很大,fsck扫描要费很长时间。在一个有数十亿个文件的计算机上,fsck可能要运行10个小时以上。在这段时间内,系统是不可用的。

  日志文件系统可以帮助解决这个问题。目前正在开发的有三种日志文件系统:ReiserFS、ext3、jfs,其中已经完成且应用较多的是ReiserFS文件系统,一直被用在SGI的高端Unix上面。据说在Linux内核2.4.0以上的版本可能将采用ReiserFS作为它的文件系统。当前的ReiserFS只能在Intel结构体系上使用,支持其他体系结构的版本正在积极开发中。

  ReiserFS文件系统与ext2相比有很多特点:

  (1)搜寻方式

  ReiserFS是基于平衡树的文件系统结构,尤其对于大量文件的巨型文件系统,如服务器上的文件系统,搜索速度要比ext2快;ext2使用局部的二分查找法,综合性能比不上ReiserFS。

  (2)空间分配和利用情况

  ReiserFS里的目录是完全动态分配的,因此不存在ext2中常见的无法回收巨型目录占用的磁盘空间的情况。ReiserFS里小文件(<4kB)可以直接存储进树,小文件读取和写入的速度更快。

  (3)先进的日志机制

  ReiserFS有先进的日志(Journaling/logging)机制,在系统意外崩溃的时候,未完成的文件操作不会影响到整个文件系统结构的完整性。对于较大型的服务器文件系统,ext2“文件系统检查”可能要持续好几个小时。在日志的帮助下,每个对数据结构的改变都被记录下来,日志机制保证了在每个实际数据修改之前,相应的日志已经写入硬盘。在系统突然崩溃后,下次启动只需几秒钟就能恢复成一个完整的系统。

  (4)支持海量磁盘和优秀的综合性能

  ReiserFS的出现,使Linux拥有了像Irix/AIX那样的高档商用Unix才有的高级文件系统,可轻松管理上百GB的文件系统。

  ReiserFS一个最受人批评的缺点是每升级一个版本,都将要将磁盘重新格式化一次,这个缺点也正在改进中。

  3.服务器集群(Cluster)

  Cluster是将两个(或更多)系统(节点)协调起来一起工作,提供相同服务或实现相同目的的一种计算机机群;在外面看来,整个像一个系统一样,这样可用来提高服务的稳定性和/或核心网络服务的性能。Cluster已经发展多年,但原来都需要专业的软/硬件设备才能实现,只有少数公司才能用得起。随着Linux的流行,出现了许多基于Linux、基于PC的Cluster解决方案,使更多的人有机会构建自己的Cluster,而且这些基于Linux的软件大多都是遵循GPL协议的。

  许多自由软件的程序员在Linux集群技术方面作了许多卓越的工作,使Linux具有强大的集群能力。而其中引以自豪的是LVS(Linux Virtual Server)项目组,负责人是中国人—张文嵩,他们的成果已被广为接受。红旗Linux服务器版2.0整合了这些技术成果,将其成功的引进到红旗Linux中,为用户提供了这种Linux虚拟服务器的解决方案。

  (1)集群技术的分类

  ①基于双机系统的集群

  这种方式的特点是利用硬件的方式来提高系统的高可用性,严格地讲还不能称为真正意义的集群,实际上是两台(或更多台)计算机通过一定方式互相监听,实现热备份。当其中主节点出现问题时,备用机能够自动立即接替工作,使用户感觉不出停机。在主节点恢复正常之后,备用机又会把工作还给主节点。

  ②基于负载均衡(Load Balance)的集群

  Load Balance应用在Web Server上比较多。用户访问一个地址,但实际上后台有若干台服务器在提供服务。而当服务请求达到饱和时,还可以很容易地再添加新的节点而不用停掉整个Cluster,实现所谓的“热插拔”。而且,Cluster还会查询真实节点的情况,当某台真实节点没有响应时,就不再把任务分配到那里,直到这台节点恢复正常。

  ③基于并行计算的集群

  主要用于科学计算、大量的任务的计算环境,如图像处理等计算量大的场合。有并行编译、进程通讯、任务分发等多种实现方法。比较典型应用是中科院软件所并行中心基于红旗Linux的油藏模拟系统。

  (2)基于LVS的红旗Linux Cluster

  红旗Linux Cluster由三部分组成:Heartbeat、LoadBalance及基于Web的管理工具。

  ①Heartbeat

  Heartbeat顾名思义就是心跳线,两台计算机通过某种途径向对方发送、接收“Heartbeat”,监听对方状态,并根据需要接替和释放资源。这其实就是类似于我们在前面提到的双机热备的方案。Heartbeat一般都是和Load Balance结合起来使用。

  ②Load Balance

  LVS是Linux Virtual Server Project(www.Linuxvirtualsever.org)的产物。Load Balance是通过Router(Switcher)把任务分派到真实节点上来提高整个Cluster的性能。整个Cluster的性能是由真实节点的性能和真实节点的数量决定的,同一个Cluster中的各个真实节点的内容都是一样的,是完全相同的镜象。当整个Cluster的能力不够时,可以增加真实节点来提高性能,而增加真实节点只是在网络里增加几台计算机,不用关掉其他机器,只需在Router上的真实节点表里增加几条记录就可以了。

  ③基于Web的管理工具Piranha

  LVS的安装选用Piranha(这是RedHat公司基于LVS开发的产品,在GPL下发行),这种管理工具是完全基于Web的,可以方便地配置一个Web Cluster环境。

  二、基于红旗Linux服务器版2.0的应用解决方案

  操作系统的发展必须依靠应用的支持,红旗Linux在提供强大而稳定的操作系统平台的同时,组织起强大的应用软件阵容,向用户提供优秀、完整而实用的解决方案。

  1.红旗网络商务通

  “红旗网络商务通”解决方案的主要用户为政府机构、教育行业和中小企业;主要应用于Intranet网络建设、中小企业办公自动化及电子商务应用等。这套软件采用组件式开发架构,用户可以很方便地选择所需要的组件,并根据自己的需求进行开发和定制。

  在红旗Linux服务器2.0版本中预装了一个非常重要的套件—Eoffice,它是一套针对中小企业的办公自动化解决方案,通过Intranet来进行企业内部资料的传递。用户只要使用浏览器连上网站,输入员工密码并得到确认后,即可进入系统签收文件。除此之外,还提供内部员工讨论的园地和相关厂商的资料,以及系统的管理等功能。这些都是为了方便使用者在文件制作及管理上的精心设计。Web E-Office是Internet时代最简易且最经济的办公自动化解决方案。

  2.Internet/Intranet解决方案

  (1)系统结构图(图1)

  (2)功能说明

  ①netconf中文版网络配置工具

  红旗Linux服务器版自带了各种构建Internet/Intranet所需的图形化工具,而且对中文支持完好,使国内众多希望基于Linux构建Internet/Intranet应用的用户,不再面对众多而繁琐的配置文件而束手无策,能够轻松、方便、快捷地完成所有基于网络方面的配置。

  ②Web服务器(Apache)

  根据位于英国的互联网咨询公司Netcraft提供的数据表明:到2000年6月份为止,Apache服务器为1070万个站点所使用,市场份额高达62%。

  ③FTP服务器(wu-ftpd)

  Wu-ftpd是一个功能十分强大,且相当可靠、稳定的FTP服务器。Wu-ftp菜单可以帮助您轻松实现对FTP服务器的配置:支持匿名FTP的访问,可以控制同时访问的用户数量,限制可以允许访问的IP网段,并可以在一台主机上设置多个虚拟目录。

  ④邮件传送系统(sendmail)

  使用sendmail配置菜单,可以实现邮件的直接发送、根据别名发送及跨网段之间的转发(Relay)等项功能的控制。另外,通过对邮件过滤器的设置,可以限制哪些人可以使用该邮件传送系统发信。红旗Linux还提供了POP3和IMAP方式的电子邮局服务。

  ⑤文件服务器(Samba)

  通过Samba服务器,您可以在网络上的任何一台计算机上,像访问Windows计算机一样使用网上邻居访问Samba服务器了。而且,您也可以使用Samba客户端应用程序共享Samba服务器上的资源,包括文件和打印机

  ⑥外挂文件系统(NFS)

  通过该项服务的设置,您可以将本地硬盘共享出去,这样网络中的其他客户,就可以将您的硬盘作为他们自己的本地硬盘一样使用,只要授予了他们权限。

  ⑦域名服务器(DNS)

  帮助您配置域名解析服务器,这样您的局域网络中的用户可以使用自己喜欢的名字命名自己的计算机,再也不用为需要记住乏味的IP而苦恼了,只需通过简单地键入对方的名字就可以访问到对方的计算机了。

  ⑧防火墙(ipchains)

  帮助您定制您自己的防火墙规则,包括几个基本的模块:防火墙预设(包过滤)、限制防火墙、传递防火墙、输出防火墙、防火墙记账。

  ERCIST(安胜)防火墙是中国科学院信息安全技术工程研究中心研制开发的网络安全产品,有包过滤路由器、代理服务器及虚拟专用网VPN等多个功能模块,基于不同的工作平台,以堡垒主机方式或屏蔽子网的方式提供安全解决方案。

  ⑨病毒防护(InterScan VirusWall)

  InterScan VirusWall可随时监控FTP、E-mail文件传输及Web网页所下载的病毒及恶性程序。

  ⑩e-@once!网站便利包

  e-@once!为企业架构属于自己的虚拟网络社区提供了一个稳固方便且高效能的平台。e-@once来自EIVS(Enterprise Integrated Web Services)的理念,包括六大功能:电子信箱服务(Web-based E-mail)、会员资料及网站管理系统、分类讨论区、在线聊天室、线上即时通讯、智慧型个人化环境设定。

  3.电子商务解决方案

  (1)系统结构图(图2)

  (2)系统概述

  在红旗Liinux Server 2.0上同时部署业界领先的电子商务套件Oracle.com和领先的消息服务及协作应用服务器Lotes Domino/Notes,极大地降低系统实施和维护的总体成本。覆盖面向Internet计算环境的联机事务处理(OLTP)、数据仓库、消息传递、工作流和知识管理等几乎所有的电子商务应用环节。基于三层结构设计,在商务逻辑层同时支持CORBA 2.0、EJB和Java Serverlet标准。

  ①Oracle.com套件

  Oracle.com套件建立在开放的Internet和行业标准之上,是易于安装的全方位Internet高级电子商务软件包。它集Oracle 8i标准版、Oracle Jserver、Oracle应用服务器、Oracle Jdeveloper和Oracle WebDB及Oracle铜牌技术支持于一体,支持Internet Java语言,可以部署在Linux、UNIX、NT等几乎任何操作系统上,为企业提供了经济实惠、快速安装、方便维护运行Internet应用所需要的全部服务,使其能够高效率地在Internet上建立和部署关键业务应用,从而一步到位迅速开展电子商务。

  ②Lotus Domino/Notes

  Lotus Domino/Notes是红旗电子商务解决方案的重要环节。同电子交易(E-Commerce)相比,电子商务(E-Business)包含更多的内容。Domino/Notes是通向高价值电子商务解决方案的重要途径,这些方案将企业系统同动态业务流程连接在一起,提供如工作流、安全机制,以及全面的可视化Web开发工具等内在的应用服务。因此,用户可以快速部署协作应用系统如:客户关注的问题、HR自助服务、客户关系管理(CRM)、出差/费用上报、供应链管理和销售行为自动化等。

  ③红旗Linux电子商务系统For-Business

  本系统具有简洁、通信量小、用户界面友好、远程维护方便、系统安全稳定、易于扩展等特点。系统功能包括:产品录入、产品查询、在线购物、定单查询、营运系统(包括管理人员查询)、供货商查询、代理商支持、产品消息发布、售后服务支持等功能。

  ④电子商务系统平台

  电子商务系统平台是中国科学院软件研究所所属北京中科软信息系统有限公司开发的一个安全的电子商务系统平台。该系统是中科软公司提供的在电子商务领域的成功解决方案,通过该系统平台,可以建立多种网上电子商务应用。电子商务系统平台的系统功能包括:内部复杂工作流程的全面实现、用户的安全控制、海量信息的存储、多个应用系统间数据的实时传递。

  以此电子商务系统平台为基础,中科软公司为国家开发银行成功地开发了“柜台前移系统”。这是一个网上银行系统,银行用户通过网络与银行的应用服务器连通,从而进行贷款、还款、付息等多种商务交易,实现网上银行的功能。本套系统在国家开发银行的使用已获得成功,并已通过人民银行的鉴定。


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