华为自研操作系统爆光华为操作系统往事
2019-05-20 21:27:11
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  2019年3月,华为消费者业务总裁余承东在接受采访时表示:我们准备了自己的系统,覆盖手机和PC平台,在无法使用谷歌和微软系统时作为PlanB(备选计划)。

名为“鸿蒙”的华为自研系统曝光,虽然名字有别于最初盛传的“麒麟OS”,但也是一款基于Linux开发的操作系统,并且同时支持手机和PC。该操作系统已对Linux大量优化(已开源),并已用于华为手机中(安全部分)。

鸿蒙指的是道教神话传说的远古时代,传说盘古在昆仑山开天辟地之前,世界是一团混沌的元气,这种自然的元气叫做鸿蒙,因此把那个时代称作鸿蒙时代,后来此一词也常被用来泛指称远古时代。另外,《西游记》中也有“鸿蒙初辟本无性,打破冥顽须悟空”的章节。

以下关于华为操作系统研发往事摘自《华为研发》第三章 14节自主研发操作系统实现高性能与低成本间的平衡

华为销售的产品多以硬件的形态,许多人误以为华为是家以硬件制造为主的公司,其实是极大错误。电信设备的功能是通过搭载在硬件上的软件实现的,交换机、路由器等各项功能都主要靠软件来实现,华为研发的主要的工作量在软件上,华为研发人员80%~90%也都是软件研发人员。1992年当华为开始研发自主知识产权的程控交换机时,那时的计算机操作系统还只有DOS。华为只能在DOS的基础上用C语言编程。在DOS基础上,华为发展起自己的一套私有的嵌入式操作系统和数据库,1992年这套基于HighC发展起来的操作系统是华为最早,也是最重要的产品平台。

无论选用TurboC,还是后来的HighC,华为研发部都做过细致的比较。编译后的程序大小是重要考查指标,因为当时的处理器能力和内存包括Flash容量都非常小。当时世界著名的朗讯的5号机采用的是UNIX,但是创业期的华为还是采用了自主开发操作系统,这样可以大幅降低整体硬件成本,而且程序小,稳定性好,处理性能高。用户界面方面最初由于只有DOS操作系统,所以专门还有一个小团队专门开发用户图形界面,后来才在1996年逐步切换到Windows。

1992年至1998年间华为的交换机2000门、B型机、万门机、32模块、128模块的操作系统都采用的这套华为公司开发的软件操作系统产品平台,在其之上的是处理业务的呼叫处理、信令协议和各种端口的控制模块等。C编译器便宜而又有效,还有很好的移植性,使早期华为的研发成本低、灵活性大。

掌握了基于芯片的硬件技术,可以根据市场需要定制特有的芯片;软件上又基于自己开发的操作系统开展应用,整体硬件配置还可以通过自主研发的操作系统灵活配置,这样华为研发部在早期在满足客户需要上可以做到极其快速地反应。华为国外竞争对手的产品在中国市场出现技术问题或者需要根据客户需要开发一个新功能时,不仅需要反馈到国外总部去,而且总部也要协调芯片供应商和软件配套企业,这样一番周折响应速度比华为差很远,有时甚至比华为慢两三年。而华为的交换机从驱动、任务调度、资源分配、数据库、消息传递、备份、倒换等全部是基于自己的操作系统软件产品平台开发的,不仅可以适应客户多样化的需求进行快速配置产品资源,而且还带来了简单即稳定的优势,并且不容易受病毒攻击。

1995年,让IBM这头“大象”跳起“舞”来的郭士纳,成立IBM软件公司,开启了一个将软件分为中间件平台和面向不同行业及客户群体应用层的软件分层发展模式。UNIX通过开放系统体系结构来保证其安全性,全球的高手为其解决各种问题。而封闭化代码的缺点逐步显现:自主研发系统上漏洞和Bug不断,补丁打了一层又一层。更重要的是当华为发展到需要面对全球市场,而世界各国客户的个性化需求大量涌现时,华为当时已没有那么多的高手可以维护自己的操作系统。快速开发,快速满足用户多样化的需求更为紧迫。

1998年,已顺利渡过创业期的华为在主流产品B型机、128模块以及交换机路由器等数据通信产品都采用了商用嵌入式Linux,之后的软交换产品采取了商用UNIX操作系统和商用数据库如Oracle等,正式放弃原有的操作系统。这样华为研发部只需关注到业务应用层面,软件底层的安全性问题则由HP、IBM等专业软件公司去解决。

但这个从私有软件系统转化商用软件系统平台的过程并不顺利,核心在于HP、IBM等公司的服务器软件公司从面向企业级应用到提供电信级高可靠性服务转化中缺少技术积累。所谓电信级,意味着7x24小时不间断的服务,面对各种异常情况保持高可靠性,支持大话务量并发处理情况等。个人PC机每天能够重启,对操作系统性能要求低很多;普通企业级的要求也离电信级差距很远,像HP、IBM、Oracle等公司也是花了多年才积累起做电信级解决方案的技术能力,其间华为因此面对众多因购买的商用软件系统导致的问题而不得不做大量特殊设计。

1996年华为中研部从北邮花100万人民币买了一套DEMO版的智能网产品,却发现其离商用还有非常大的差距,又花了将近2年时间投入了大量的人力物力才将其开发成商用产品,于1997年年底才终于开通了天津电信智能网—国产智能网产品第一个商用局。

智能网产品曾是华为业务与软件产品线的支撑性产品,曾经的200、800免费电话、中国移动神州行都是华为智能网上提供的软件应用。

1996年智能网产品是华为内部最早采用商用服务器平台解决方案,当时采用UNIX操作系统,Informix数据库。依据商用系统平台开发应用大大节省了开发时间,提高系统的灵活性,但是一直无法在电信级的稳定性以及低成本间取得平衡。

在经历了通用的商用平台如Stratus容错机、SUN平台、HP平台、IBM平台之后,华为业务与软件产品线又开始自主研发业务开发的中间件软件平台,并最终推出了ENIP平台。

近些年,软件已分为操作系统、中间件软件及应用软件三个层次,其中中间件软件平台是服务器产品软件的核心技术,其作用是连接到操作系统确保系统的稳定运行,并为上层的应用软件提供运行与开发的环境,帮助用户开发和集成应用软件,及实现应用之间的相互操作。

在IT发展的新时期,中间件技术已远比操作系统和网络服务更为重要,因为其定义了一个相对稳定的高层应用环境,不管底层的计算机硬件和系统软件怎样更新换代,只要将中间件升级更新,并保持中间件对外的接口定义不变,应用软件几乎不需任何修改,从而保护了企业在应用软件开发和维护中的重大投资。

华为的ENIP平台采用分布式架构封装了日志管理、线程管理、进程管理、共享内存等软件开发的低层内容,将协议模块化,可以提供独立的计费引擎,使应用软件的开发实现插件化,令功能的扩展更为灵活。

2004年,华为正式推出电信级高可靠性的刀片服务器,正式进入高端服务器市场。此后,华为的硬件平台采用的就是基于电信级高可靠性的华为ATCA平台,应用软件产品平台采用的也是自家产的电信级中间件软件ENIP平台。华为新产品开发越来越依靠服务器侧软件,对服务器侧性能要求越来越高,华为实现服务器侧的核心软件和硬件产品平台的自产,可以很好地解决了电信级设备的高稳定性、高可靠性要求以及低成本之间不可兼得的矛盾。

操作系统是软件行业的技术和产业链制高点,在PC机行业里,微软虽然不生产PC机但却长达20多年占据PC行业的利润最丰厚的一块,推动着产业的创新和一次次升级换代。不拥有芯片和操作系统的众多PC机厂家们,虽然短时间能否借助他人的力量很快推出新产品并通过全球销售网络获得一定的销售规模,但是他们创新的技术发展空间以及可取得的利润空间都少得可怜,他们的创新受制于人,他们被迫成为“成本控制”专家。

在PC行业里生存发展下来的苹果公司,也是一直坚持自主研发操作系统和芯片,所以才能掌握行业发展中的创新主导权。

百年巨人IBM公司,多年来始终坚持芯片技术以及操作系统核心技术(2000年之后着力发展软件中间件技术),得以引领世界IT发展的潮流。在这一点上,华为在通讯设备领域很早就坚持了自主研发芯片和操作系统,所以才能在全球范围内掌握产业和行业的主导权,真正做到快速响应客户需求。而许多企业受制于核心技术在别人手中解决不了产品稳定性等问题因而很难真正实现“满足客户需求”。

网络操作系统就是路由器网络设备的“大脑”,它直接关乎用户的使用体验。一台网络设备能实现哪些特性,很大程度都取决于网络操作系统的创新,网络操作系统成为IP设备厂商的核心竞争力所在。华为的路由器开发团队,主要是软件工程师。华为从1998年推出路由器操作系统VRP1.0(集中式)开始,经历了VRP3.0(分布式),VRP5.0(分布式),一直到2012年的VRP8.0(多框,多核,多进程),成为当前第3代IP设备操作系统的典型代表。在高性能、虚拟化、特性丰富度、电信级可靠性等方面都进行了深度的考虑和设计。

华为的VRP8.0采用了全新的革命性架构设计,作为多业务分布式系统,充分利用并行计算和多核CPU的性能优势,将单个和多个协议/业务部署到多个CPU或者多个核上进行分布式并行处理,最大限度提升了性能。其次,VRP8.0是独立进程,进程A不影响进程B,组件设计,内存空间隔离,提高了可靠性。VRPV8提供全生命周期的无缝恢复技术,即NSA,确保切换过程中,所有业务保持不中断。第三,基于数据库的配置机制.可以支持配置回滚,预提交,配置验证等,并且支持Netconf。VRP8.0平台也成为华为CloudFabric弹性,易用和开放性的重要支撑。

因为CISCO的主要路由器产品都是收购来的,让原属于多个厂家的产品纳入CiscoIOS的旗下,每个版本都需要考虑兼容性,打了太多的补丁,造成系统中垃圾代码极多,成为网络运行中的隐患。

经业内人士比较,华为VRP8.0操作系统超过思科的IOS。

2012年华为公司中央软件院欧拉实验室成立华为手机终端操作系统开发部,在面对全球智能手机市场已成形成Android、iOS、WindowsPhone8三足鼎立的形势下开始华为公司自主的手机操作系统研发。任正非认为华为公司自主研发智能手机操作系统与华为公司做自主研发的高端芯片具有相同重要的战略意义。“不能让别人在核心技术上断了我们的粮食!”

欢迎在京东、当当上订购《华为研发》第3版,学习华为如何从B2B运营商业务转向B2C消费者业务的重量级玩家,如何从零开始打造芯片等核心竞争力。

作者:张利华,《华为研发》(第三版有十万多字新增)作者,北京创华林管理咨询有限公司董事长兼资深专家,清华大学产业创新组顾问;研发管理&产品创新&薪酬股权激励&业绩提升咨询专家:zhanglihua96@163.com。目前从事研发管理与技术创新领域的培训及咨询业务,十年帮助上百家中国企业完善管理、快速发展,实现创新与研发的驱动发展,致力于培养更多像华为一样优秀的企业。

做企业就像爬山路,在科学的管理方法指导下走对了路发展会很快,做为有着十年管理咨询顾问经验的我,经过辅导上百家中小企业,对管理是一门科学深信不疑。华为遵循了管理科学所以取得了快速发展,而我咨询顾问过的上百家企业都在科学的管理方法的指导下取得了超越过去快速发展。

非常高兴地看到有越来越多被我指导过的企业上市,并成为上市企业里的绩优企业。还有很多企业咨询顾问后市值大幅提升。

有很多从事研发和创新的企业找到我做顾问,有的是做大数据,有的是工业4.0,有的是生物基因测序,有的是物联网,有的做汽车,有的做芯片,有的做家电,有的做互联网,有的做软件,有的做房地产,有的做黄金饰品,有的做医疗设备…..他们都面临着艰难任务:突破自己过去的成功,面对更为激烈的竞争环境,快速突破研发和创新。有很多处于前无成功案例可追寻而后有大量竞争对手在苦苦相追的境地。事实上无论在硅谷还是在中国,创新的失败率都高达90%以上。

----《华为研发》作者 张利华zhanglihua96@163.com

2016年张利华在哈佛大学、硅谷及五所美国商学院等美国十个城市演讲中国式创新受到好评。

 
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