朱杰

隨著信息化的高速發(fā)展,對(duì)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的性能需求正在不斷提高,傳統(tǒng)模式通常采用單一軟件架構(gòu),其代碼庫已經(jīng)無法很好地提供支持動(dòng)態(tài) IP流量所需要的智能和靈敏?，F(xiàn)在,由于傳統(tǒng)操作系統(tǒng)上集成了越來越多的服務(wù),因此系統(tǒng)對(duì)這些服務(wù)的控制正變得越來越虛弱。

網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的現(xiàn)狀要求網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)需要有更多新技術(shù)的植入。而各大網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商對(duì)其網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的優(yōu)化行動(dòng)已經(jīng)全面展開。

模塊化是大勢(shì)所趨

一個(gè)好的操作系統(tǒng),對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的影響非常明顯,而一個(gè)設(shè)計(jì)合理的模塊化結(jié)構(gòu),將極大地保障操作系統(tǒng)對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的支持。

目前,各大網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商基本都認(rèn)識(shí)到在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)中采用模塊化設(shè)計(jì)的好處,并相應(yīng)推出了自己的模塊化操作系統(tǒng)平臺(tái)。H3C的Comware軟件平臺(tái),已經(jīng)初步采用模塊化設(shè)計(jì),系統(tǒng)可以對(duì)各種操作系統(tǒng)、各種硬件進(jìn)行有效的封裝和屏蔽,具有良好的伸縮性和可移植性。銳捷網(wǎng)絡(luò)的RGOS也實(shí)現(xiàn)了完全模塊化的運(yùn)行模式,它的各組成部分都針對(duì)完全獨(dú)立的硬件模塊,功能模塊代碼與運(yùn)行都嚴(yán)格區(qū)分,統(tǒng)一模塊接口。Force10最新推出的操作系統(tǒng),同樣采用了模塊化的架構(gòu)設(shè)計(jì)。在這個(gè)系統(tǒng)中,設(shè)計(jì)者為網(wǎng)絡(luò)功能提供了專用資源,以確保豐富服務(wù)環(huán)境所需的可預(yù)測(cè)性能。

模塊化設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)可擴(kuò)展性的提升在思科公司的IOS系統(tǒng)中得到充分體現(xiàn)。該系統(tǒng)最初支持的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議非常少,隨著技術(shù)的發(fā)展,需要支持和能夠支持的協(xié)議、功能逐漸增加。由于IOS系統(tǒng)采用了非常合理的模塊化結(jié)構(gòu),按照應(yīng)用需求分成五大模塊,各部分相對(duì)獨(dú)立,互不影響,因此可以非常方便地進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí),同時(shí)保證單一的代碼庫。例如當(dāng)出現(xiàn)報(bào)文緩沖和快速交換需求的時(shí)候,思科只需要優(yōu)化其快速交換軟件模塊,更廣泛地支持進(jìn)程交換、快速交換、最優(yōu)交換和CEF方式,就可以快速提高設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)速率,同時(shí)不會(huì)影響其他模塊的正常工作。

不過盡管各大網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商基本都認(rèn)識(shí)到在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)中采用模塊化設(shè)計(jì)的好處,然而目前模塊化設(shè)計(jì)在實(shí)現(xiàn)時(shí)同樣會(huì)面臨很多問題。采用模塊化的設(shè)計(jì)模式,在產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)中最大的挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在軟件的系統(tǒng)設(shè)計(jì)上。從軟件工程的角度出發(fā),軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、模塊的劃分和建模,是軟件成功的基礎(chǔ)。如果一個(gè)軟件系統(tǒng)的模塊設(shè)計(jì)不合理,帶來直接的問題是研發(fā)效率的降低,各模塊功能重合或者相互交叉,會(huì)造成代碼開發(fā)的混亂和沖突,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)推倒重來。

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是一個(gè)針對(duì)于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的高級(jí)操作系統(tǒng)軟件,因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初,就必須充分考慮網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的特點(diǎn),從路由協(xié)議、接口管理、機(jī)箱管理、SNMP管理和其他功能方面分別劃分不同的系統(tǒng)模塊,同時(shí)讓各模塊代碼相對(duì)獨(dú)立,這樣為研發(fā)團(tuán)隊(duì)協(xié)同開發(fā)帶來很大好處:各模塊間通信通過統(tǒng)一的接口調(diào)用,而不用關(guān)心其他模塊的代碼是如何編寫的;本模塊的升級(jí),不影響其他模塊的開發(fā)。

系統(tǒng)將進(jìn)一步開放

為了保證網(wǎng)絡(luò)中各種絡(luò)設(shè)備間更好的互聯(lián)互通,如何讓網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作系統(tǒng)更加開放,也成為廠商關(guān)注的焦點(diǎn)。3Com、Juniper、思科等網(wǎng)絡(luò)廠商紛紛開放了其部分網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品,特別是針對(duì)中小企業(yè)和分支機(jī)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作系統(tǒng)。

Juniper公司在2008年初的時(shí)候,推出了PSDP(Partner Solution Development Platform)計(jì)劃,讓有意使用該公司路由器硬件,開發(fā)自己專屬應(yīng)用的合作廠商或是使用者,可以透過此一計(jì)劃取得其網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作系統(tǒng)JUNOS的軟件開發(fā)套件(Software Development Kit,SDK),開發(fā)自己專屬的應(yīng)用。

3Com也推出類似的OSN(Open Services Networking)方案,為了讓使用者和開發(fā)商在以Linux為基礎(chǔ)的架構(gòu)下,在路由器上開發(fā)自有的專屬應(yīng)用,3Com將提供更多的API接口。而3Com在中國的合資公司H3C開發(fā)的MSR多業(yè)務(wù)開放路由器,也正在完善其可以定制開發(fā)的高性能開放業(yè)務(wù)平臺(tái),將來任何機(jī)構(gòu)或個(gè)人都可以基于該平臺(tái)開發(fā)自身需要的高級(jí)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù),企業(yè)用戶只需安裝軟件便能在網(wǎng)絡(luò)中方便地部署相應(yīng)業(yè)務(wù),節(jié)省了購置各類高昂專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的投資。

此外,國內(nèi)的一些設(shè)備商也加快其系統(tǒng)開放化的步伐。銳捷網(wǎng)絡(luò)在其提供的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作系統(tǒng)RGOS中加入了一個(gè)“硬件抽象層”設(shè)計(jì),系統(tǒng)可以通過不同的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序連接不同的硬件設(shè)備。目前銳捷網(wǎng)絡(luò)交換產(chǎn)品和路由產(chǎn)品都統(tǒng)一到了RGOS操作系統(tǒng)平臺(tái),而未來還計(jì)劃擴(kuò)展到無線、存儲(chǔ)、安全等產(chǎn)品線。

隨著市場(chǎng)上幾家重要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商發(fā)布操作系統(tǒng)的二次開發(fā)接口,未來路由器的操作系統(tǒng)走向開放的趨勢(shì)已然成形。

簡(jiǎn)化版本支持更多應(yīng)用

在目前大多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,通常存在多種版本的軟件系統(tǒng),比如在廣域網(wǎng)的邊緣、核心層、聚合層和接入層,每個(gè)層級(jí)都有自己不同的操作系統(tǒng)應(yīng)用,版本也都不一樣。如果我們?cè)诓煌木W(wǎng)絡(luò)層級(jí)里面看到多個(gè)版本的軟件,那么每次補(bǔ)丁升級(jí)都會(huì)帶來很多應(yīng)用問題,比如可靠性會(huì)受到影響,同時(shí)重復(fù)更新也會(huì)降低網(wǎng)絡(luò)性能。而據(jù)記者了解,目前在企業(yè)世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,大多使用了五種以上的操作系統(tǒng),多的甚至達(dá)到200種以上。

為了讓網(wǎng)絡(luò)的軟件系統(tǒng)更加綠色,各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作系統(tǒng)的統(tǒng)一化需求開始出現(xiàn),如果通過某種技術(shù)減少網(wǎng)絡(luò)層級(jí),簡(jiǎn)化聚合層應(yīng)用,就可以減少許多容易出現(xiàn)延時(shí)的接口,同時(shí)還減少了系統(tǒng)對(duì)帶寬的需求。

此外,統(tǒng)一軟件版本帶來的好處是整個(gè)系統(tǒng)使用一個(gè)操作系統(tǒng),每次打補(bǔ)丁、升級(jí)時(shí),不用對(duì)不同版本重復(fù)做同樣的工作,只要對(duì)統(tǒng)一的系統(tǒng)進(jìn)行一次處理就可以了。這樣就能夠大大提高網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)營方面的效率,減少運(yùn)營成本。

Force10網(wǎng)絡(luò)公司不久前推出可用于其整個(gè)可靠網(wǎng)絡(luò)系列交換機(jī)/路由器的模塊化操作系統(tǒng)FTOS,以確保企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的高度一致性、穩(wěn)定性與靈活性。通過對(duì)TeraScale E系列、C系列 以及S系列產(chǎn)品通用接口的支持,FTOS可幫助用戶簡(jiǎn)化管理、減少意外停機(jī)時(shí)間并優(yōu)化應(yīng)用的可用性,從而幫助用戶降低總擁有成本。

而瞻博網(wǎng)絡(luò)公司在其最新的單一來源操作系統(tǒng)瞻博JUNOS 9.0軟件中,更是將其 ScreenOS的安全服務(wù)功能整合到JUNOS 9.0軟件中。最新版本的JUNOS系統(tǒng),不僅可以滿足交換路由設(shè)備的需求,未來還可以應(yīng)用到防火墻等安全產(chǎn)品中。

未來網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作系統(tǒng)的統(tǒng)一性將主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:

首先,單一的操作系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)基于單一源代碼的單一操作系統(tǒng),允許網(wǎng)絡(luò)管理員使用相同的工具來配置并管理從機(jī)箱到路由的所有設(shè)備,以監(jiān)控、管理并更新整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。這種強(qiáng)大的互操作性能夠簡(jiǎn)化新特性的部署、軟件升級(jí)和其他網(wǎng)絡(luò)改造工作,允許IT團(tuán)隊(duì)提高工作效率,同時(shí)縮短培訓(xùn)時(shí)間并降低成本。

其次,單一的軟件版本。軟件系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)采用單一版本模式,嚴(yán)格遵守開發(fā)規(guī)則。每個(gè)新版本都是上一個(gè)版本的升級(jí)版本,可確保新版本中包含并兼容上個(gè)版本的全部特性。此外,每個(gè)新版本都面向所有路由器和交換機(jī)同時(shí)發(fā)布,這可有效避免業(yè)務(wù)中斷風(fēng)險(xiǎn)及意外維護(hù)和升級(jí)的復(fù)雜性。

最后,單一的模塊化架構(gòu)。未來的軟件系統(tǒng)將基于模塊化架構(gòu),旨在跨越多類硬件平臺(tái)實(shí)施靈活且穩(wěn)定的創(chuàng)新,簡(jiǎn)化部署流程并增強(qiáng)容錯(cuò)和故障切換功能。這種高級(jí)設(shè)計(jì)支持高可用性,能夠?qū)撛谑鹿矢綦x出去,以實(shí)現(xiàn)更快速的問題解決和故障排除,確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行,同時(shí)限制惡意代碼或消息的傳播。

Forrester公司最近進(jìn)行了一項(xiàng)調(diào)查,結(jié)果顯示:在交換機(jī)與路由器停機(jī)時(shí)間成本方面,單一版本系統(tǒng)減少27%;在交換機(jī)與路由器維護(hù)及支持成本方面,單一版本系統(tǒng)減少了54%;在路由器與交換機(jī)部署時(shí)間成本方面,單一版本系統(tǒng)降低25%。這樣總體來算,采用單一版本系統(tǒng)將使網(wǎng)絡(luò)總體運(yùn)營成本降低41%。

隨著企業(yè)部署越來越復(fù)雜的IT系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)中心,單一操作系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)會(huì)越來越明顯,不僅在成本上明顯,而且在可靠性方面、可預(yù)期方面以及實(shí)現(xiàn)更高的效益方面,都會(huì)有更多的優(yōu)勢(shì)。