最近看了網站上的留言，匯總了網友的提問，有兩個問題網友問得最多：1. 集群操作系統是什么？2. 集群操作系統和其它操作系統有什么不同？今天就這兩個問題正式回應一下網友。這次不談技術，只說特點和功能，希望對大家了解集群操作系統有所幫助。
- 什么是集群操作系統？
現在針對不同應用場景有很多操作系統，比如安卓和iOS，是用於手機的操作系統；Windows和Macintosh，是用於個人電腦的操作系統； Unix和Linux，是用於服務器的操作系統。而Laxcus，則是用於計算機集群的操作系統。
計算機集群就是很多聯網的服務器，它通常處理的都是大型和復雜的計算，是單台計算設備無法完成或者短時間無法完成的工作。計算機集群的典型應用是超級計算機，目前最強的超算已經達到每秒百億億次的計算能力。還有雲計算，它主要用在商業領域，是把很多服務器資源虛擬化后再分配給用戶使用。
在Laxcus集群操作系統之前，還沒有專門用來管理計算機集群的系統軟件；而Laxcus出現后解決了這個問題。嚴格說來，Laxcus屬於操作系統市場的細分產品。對下，它管理由服務器組成的計算機集群；對上，它是一個基礎平台，為分布式應用軟件提供分布式運行環境。集群操作系統和其它操作系統一樣，都屬於基礎軟件。
- Laxcus集群操作系統和其它操作系統有什么不同？
不同點很多，我梳理了一下，重點說說以下8項。
1） 純粹的分布式操作系統
如果說不同，首先最大的不同就是數量的不一樣。上述其它操作系統運行過程中只需要面對和管理一台硬件設備，都屬於單機操作系統；而Laxcus則要同時面對很多服務器，並且能夠把它們組織起來，在這些服務器上協同運行，是真正的多機和純粹的分布式操作系統。之前文章有談過，Laxcus管理的服務器規模已經達到空前的百萬台級。百萬級節點的運行規模是通過“多域並行集群+松耦合架構+自適應機制”三項技術疊加實現，數字取自仿真測試，現實環境尚不具有這種規模的計算機集群。目前真實場景中，Laxcus管理的集群最大規模是1200台服務器。如果哪位網友有更大規模的計算機集群，歡迎拿Laxcus試試，會給你一個驚喜。
2) 資源聚合下的集群虛擬化
Laxcus集群操作系統還有一個特點是實現了服務器資源的聚合與虛擬化的組合，這一點是單機操作系統不具備的。這個特點對非專業人員有點不易理解，這么說吧，就是Laxcus用軟件的方式，把所有服務器硬件資源聚集起來，形成一個巨大的資源池，然后再借助虛擬化技術，把資源池分成一塊塊的邏輯的虛擬空間，分配給用戶使用。用戶在使用時，雖然只使用其中一塊虛擬空間，也好象擁有整個計算機集群一樣。為了確保虛擬化隔離的有效性，Laxcus使用了管道技術進行邏輯切分，即使兩個用戶在同一台物理服務器上，雙方之間也不會感到對方存在，更不受對方操作影響。用戶在自己的虛擬空間里，可以處理各種分布式業務，比如象運行應用軟件、執行數據存儲和數據計算工作。
Laxcus集群的虛擬空間是可調的。管理員能夠按照用戶需求分配大小，它在用戶登錄時分配，再用戶退出后注銷，注銷的空間將分配給新的登錄用戶使用。以此讓盡可能多的用戶使用計算機集群，達到最大化復用計算機集群資源的目的。
3) 應用軟件
應用軟件也是Laxcus和其它操作系統不一樣的地方。目前其它操作系統上運行的應用軟件和它們的操作系統一樣，都屬於單機軟件，只能在一台設備上運行。而Laxcus上運行的應用軟件，是適配Laxcus分布式運行環境的應用軟件，是純粹的分布式軟件，可以同時運行在很多服務器上。這里所指的應用軟件的分布式，不是我們通常理解的CS或者BS架構，而是集群架構。在CS/BS的定義里，都是一對一的交互模式，由客戶機或者瀏覽器向服務器請求，服務器收到后，經過處理返回應答給客戶機或者瀏覽器，整個操作過程是非常簡單和清晰。而集群架構，則支持一對一、一對多、多對一、多對多的多種交互模式。具體使用哪一種，每個應用軟件可以根據自己的業務需求來決定。
因為集群架構的這種特點，使得它的應用軟件可以充分利用這個特點，將一個工作或者幾個工作同時分散到很多服務器執行，並行規模和分布式計算效率能夠呈指數級提高，這是CS/BS架構完全無法比擬的。非常適合高並發的應用業務，比如現在大量的科學計算、地質勘探、基因工程等領域都需要這樣的計算能力。但是集群架構也有與生俱來的缺點，就是開發者在開發Laxcus分布式應用軟件的時候，不能象編寫CS/BS架構應用軟件時那么隨意，必須嚴格按照Laxcus分布計算模型規范來編寫。Laxcus最新的SDSK開發包，這些需求被進一步被抽象和簡化，有助減少開發者使用難度。
4) CPU
最新的Laxcus 5.0版本已經已經把主流的處理器一網打盡。這包括x86架構的英特爾、AMD、海光、兆芯，MIPS架構的龍芯，ARM架構的鯤鵬和飛騰，Alpha架構的申威，還有早期的POWER、SPARC處理器，都在Laxcus支持之列。龍芯最新的LoongArch架構，我們已經着手支持開發，新的內核正在路上。Laxcus對異構處理器的支持，意味着在不需要改變硬件的情況下，開發者和用戶有更多選擇，能夠極大方便開發者和用戶，促進生態發展。另外出於對國產ICT基礎設施產業化和生態的考慮，未來我們將投入更多資源放在國產處理器和國產硬件設備的支持和優化上。
5) 多模通信
網絡通信的意義在於連接，把小的單點硬件設備組成巨大的計算機集群。多模通信是Laxcus能夠提供多種網絡連接方式。為了能把服務器連接起來，高效穩定地協同工作，我們沒有使用那些標准的通信方案，而是根據計算機集群的需求和特點，自己設計了一套。這是一個名為FIXP的二進制通信協議，支持TCP、UDP、KEEP UDP、RPC四種通信模式，具有高速率和低時延的特點。FIXP把網絡信道分為控制信道和數據信道兩組，操作系統指令走控制信道，數據傳輸走數據信道。數據信道采用了類似5G網絡的Massive MIMO的通信技術，支持多個收發單元並行收發數據，即保證高效傳輸數據，又能夠減少分布計算等待數據的時間。帶寬充裕的情況下，GB量級的數據傳輸工作，通常分鍾單位內就能完成。
6) 命令驅動
Laxcus是命令驅動的操作系統，有圖形和字符控制台兩種界面供用戶選擇，這一點和Linux類似。Laxcus命令分為管理員命令和用戶命令兩種。管理員命令用來管理計算機集群，給用戶分配計算資源；用戶命令主要是運行維護自己在集群上的應用軟件和數據資源。目前Laxcus集群的管理工作已經智能化，象網絡流量控制、集群的負載平衡、任務的分發調配等，都實現AI化管理。管理員的日常工作，更多是監視計算機集群和調整一些運行參數。Laxcus命令也和應用軟件一樣，是純粹的分布式，會同時分散到很多服務器上執行。
7) 基礎功能全集成
基礎功能全集成，是Laxcus集群操作系統另一個非常重要的特點。目前Laxcus 5.0版本，已經集成了大數據、AI、容器、安全管理、應用開發等多種雲端基礎功能，之前已經寫過很多這方面的文章。還有與之相關的各種基礎技術，象DSM、NSM、HTAP、SQL、可調CAP、分布鎖、松耦合、DFL3人工智能模型、全域安全體系、Diffuse/Converge算法、Scan/Sift算法、Invoke/Produce模型等等，也都詳細介紹過，這里就不贅述了。
基礎功能全集成是給用戶帶來了便利，使他們可以直接在系統中使用原本需要第三方提供的功能，極大地節省了用戶的成本和時間，提高應用效率。
因為集成了這些基礎功能的原因，現在的Laxcus其實超越了原來的操作系統范疇，已經發展成操作系統和核心基礎軟件的混合體。
8) 雲邊端一體化
雲端、邊緣端、終端的一體化分布協同從Laxcus 5.0版本開始提供。這是一個新功能，之前版本的Laxcus只側重於雲端的業務，5.0版本把邊緣端和終端的業務也納入進來，和雲端業務，創新實現了三者的無縫對接。開發者只需要使用一套開發包，就可以同時開發三個領域的應用。
不過相比雲端業務，目前邊緣端和終端的工作尚處於啟步階段，未來我們將根據用戶需求，象雲端業務一樣，集成進更多的功能，讓它逐漸成熟起來。我們正在參考雲原生的技術理念，對雲端、邊緣端、終端三者做聯動適配改造，以適應現在和未來敏捷開發和快速迭代的需要。
寫在最后：
隨着數字化技術向各個產業的逐漸擴散，以及大數據、人工智能、邊緣計算等新興技術的注入，原本屬於小眾的計算機集群和分布計算領域，應用需求也越來越多，范圍越來越廣，同時也越來越碎片化。Laxcus集群操作系統目前發展到5.2版本，提供了分布式處理中所需要的幾乎所有功能，已經是一款非常成熟的系統軟件。我們希望在這個平台上，通過標准的應用開發和一站式的應用服務，加上集成核心基礎功能，把雲端、邊緣端、終端的業務連接起來，產業化應用，降低用戶成本，解決現在和未來，分布計算領域日益零散和碎片化的問題，服務於社會，滿足更多人的需要。