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再说分布式操作系统

Laxcus分布式操作系统7.0是运行在计算机集群上的操作系统,处理大规模、复杂计算任务。Laxcus 7.0的核心基础创新是聚合计算,通过聚合计算,Laxcus 7.0能够把海量的物理计算机,聚合成一台软件的超级计算机。也就是说,经过聚合计算处理后,无论计算机集群中有多少台服务器,在用户和开发者面前,就是一台计算机基于聚合计算架构体系实现的软件的超级计算机,用户可以像操纵单台计算机一样,操纵整个计算机集群。开发者能够像编写传统的单机应用软件一样,编写基于计算机集群体系架构的大规模、分布式、复杂业务的应用软件。

聚合计算完全改变了当前分布式计算体系的编程、使用、操纵模式使得我们在面对开发使用计算机集群,像面对手机、PC、服务器一样简单容易。随着AI、大数据、HPC业务的快速兴起,聚合计算必然将在传统的分布式计算体系之外,构建一套新的计算体系。

 

Laxcus分布式操作系统7.0解决的问题:

Laxcus 7.0作为一款分布式操作系统,针对当前计算领域中的诸多挑战,提出了一系列创新性的解决方案,具体体现在以下几个方面:

1. 支持超大规模的算力集群

Laxcus即支持单集群运行,也支持多集群运行。在单集群模式下,Laxcus 7.0支持的节点规模达8000 - 10000个节点。多集群模式下,节点规模超百万级。这种超大的集群规模,足以把全国算力连接在一起,实现“全国算力一张网”。这种超大规模的集群计算能力使其在面对海量计算任务时游刃有余。通过高效的网络通信和分布式管理策略,Laxcus能够确保集群内的计算机协同工作,共同完成复杂的计算任务。

2. 更好的稳定性

Laxcus 7.0的产品设计使用更多最新的分布式技术,比如在底层使用了多模通信网络、松耦合架构、分布式并行异步工作模型,它们共同组成了一个强大的分布式基础运行环境,为大规模、复杂计算业务提供了稳定支撑。同时,Laxcus 7.0采用了多种安全措施和容错机制,如加密、签名、沙箱等,有效防止非法连接和恶意软件的入侵。此外,Laxcus 7.0能够保证在部分节点故障的情况下继续运行,确保服务不间断。这种强大的稳定性保障使得Laxcus能够在各种复杂环境下稳定运行。

3. 更强大的并行计算能力

Laxcus 7.0自研的高并发分布式并行计算模型,能够高效地进行资源共享和通信,确保计算任务得到最优分配。通过聚合海量的计算机资源,Laxcus能够为应用业务赋予超大规模的计算能力,显著提升计算效率。例如,在Linux平台上需要1小时的计算任务,在Laxcus平台上可能只需几分钟甚至更短时间即可完成。

4. 简化操纵集群难度,降低运维成本

Laxcus 7.0在逻辑上,将海量的计算机聚合成一台计算机,并且基于这台逻辑的计算机,构建了一套智能化运维模型,并通过引入多种交叉技术,实现了对服务器集群资源的实时监控和智能分析。该模型具备自动化故障处理能力,可以快速响应和处理服务器异常情况,降低运维人员的工作负担。此外,系统还支持多租户管理,方便运维人员根据用户的需求进行资源配置。

5. 标准化编程接口

Laxcus 7.0为开发者提供了分布式软件开发包:DSDKDistributed SDK)分布式软件开发包,这是一套专为分布式编程设计的开发工具包,提供了丰富的接口和服务(如RPCRDMA、应用工具等),极大地简化了分布式应用的开发过程。通过标准化的编程接口,开发人员可以更加便捷地开发分布式应用,提高开发效率。

6. 通过“硬件不足软件补”的策略,解决国产硬件算力性能不足的问题

与传统单机操作系统相比,Laxcus 7.0在资源管理和利用方面具有显著优势。它能够将各种异构的计算机资源整合到一起,形成一个巨大的计算机算力网络,并根据需求动态地调整计算资源的配置。这种软件层面的优化使得Laxcus能够在硬件资源有限的情况下,依然提供强大的计算能力。

目前,在面对国外硬件算力厂商的进攻时,国产算力卡面临着性能严重不足和生态碎片的问题,Laxcus通过强大的并行计算能力和标准化的分布式编程接口,将有效改善当前这种不利局面。

7. 授权开源打通全产业链条,重构开放的算力体系

考虑到后续的Laxcus应用生态的完整性和一致,避免Linux生态碎片化和不兼容现象。Laxcus从一开始采用授权开源协议对外放。同时,Laxcus还全面兼容Linux生态,所以基于Linux平台的应用软件都可以在Laxcus平台上运行。这意味着目前在Linux上运行的所有应用软件都可以无缝迁移到Laxcus上运行。此外,Laxcus还提供了更多的奖励机制,鼓励更多的开发者参与到系统的开发和优化中来,共同推动分布式计算领域的发展。未来,Laxcus还将与各大硬件厂商合作,致力于构建中国本土的Windows/Intel联盟,共同推动国产自主可控算力基础平台的发展。 

Laxcus分布式操作系统7.0的实现路径

在技术和产品实现上,Laxcus 7.0采用小步快跑、逐步递进、快速迭代的策略,概括起来,就是“连起来、动起来、管起来、用起来”四步走策略。

1. 连起来

网络连接:Laxcus 7.0首先需要将独立的计算机通过网络连接起来,形成一个计算机集群。这些计算机通过硬件网络设备(如交换机、路由器等)和光纤等物理介质进行物理连接,确保它们之间能够进行通信交互。

Laxcus分布式操作系统的体系规划中,基于底层的计算机和物理网络连接,其上将通过软件的“多模通信网络”,将这些计算机被连接起来,完成互连互通,成为逻辑统一的整体。多模通信网络是基于硬件通信之上的软件通信,让Laxcus分布式操作系统能够感知到每个计算机节点的存在,并为此做出相应的反应。

2. 动起来

Laxcus采用松耦合架构将计算机集群组织起来,使得各个计算机之间的依赖关系最小化,这有利于系统的稳定运行和维护。每个计算节点的软硬件资源在松耦合架构上聚合,计算节点以“弱连接”的方式存在于Laxcus分布式操作系统中,所有资源由Laxcus统一分配调度管理。

通过网络连接和松耦合架构,Laxcus使得计算机集群能够作为一个整体对外输出强大算力。用户通过Laxcus操作计算机集群时,每条指令会分发到各个计算机上并行处理,从用户角度看,就好像操作一台超级计算机一样。

3. 管起来

Laxcus分布式操作系统中,“管”的工作,根据业务需求,分别在系统内核和应用层面进行,包括通信工作、资源分配、任务调度、负载平衡等。大量的冗余容错工作也在多模通信网络和松耦合架构层面执行。如果发生网络故障或计算机节点故障,Laxcus会向管理员发出警告,并根据情况做出适时判断,决定是否进行修复或隔离等处理。

加之Laxcus的智能化运维模型,通过引入多种技术,交叉实现了对服务器集群资源的实时监控和智能分析。该模型具备自动化故障处理能力,可以快速响应和处理服务器异常情况,降低运维成本。

4. 用起来

对于应用软件开发者和用户来说,“用”起来是Laxcus的最终目的。Laxcus通过提供分布式的并行计算接口DSDKDistributed DSK),使得单机环境下的串行计算工作可以转变为多机环境下的并行计算工作。

基于DSDK开发的应用软件,能够在运行时大幅提高计算效率。由于计算效率依赖计算机节点数量,并且Laxcus单集群支持高达10,000个节点以上的计算机集群,大量在单机系统上运行的高耗时和高算力计算工作,在Laxcus上都可以瞬时化解。

在产品兼容性与灵活性方面,Laxcus兼容Linux生态系统,用户可以在不改变原有应用环境的前提下无缝迁移到Laxcus平台,既保留了传统单机操作系统的优势,又具备分布式操作系统的特点。

综上所述,Laxcus 7.0通过基于聚合计算的创新解决方案,成功解决了分布式计算领域中的诸多挑战,构建了一个高效、稳定、可扩展的分布式操作系统,为大规模、高复杂计算业务的性能提升和计算效率的优化提供了有力的支持,为构建全国产算力基础设施提供了完整的软件解决方案。


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