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把云“打包”:微软如何创建Server2012

        【IT168 评论】微软希望自己的Windows Server 2012成为“终极云操作系统”,但来自雷蒙德的工程师们要如何实现这一野心?根据Windows Server 2012项目负责人Jeffrey Snover的说法,他们在头一年中一行代码都没写。

  作为微软“勇敢赌明天”筹码中的重要组成部分,Windows Server 2012给这个商用服务器操作系统家族带来了又一次重大升级——我得强调,这次升级意义非凡,微软试图借此改变业务创建与数据中心管理的方式。

  根据Windows Server 2012首席架构师Jeffrey Snover的说法,此版本在项目确立之初就被视为“终极云操作系统”,这与微软乃至整个技术行业之前所做过的工作都完全不同。


Windows Server 2012

  Windows Server 2012的设计初衷旨在改变业务创建及数据中心管理的方式。

  微软公司于今年九月开始启动此次服务器OS升级项目,也就是说Windows Server 2012经历了长达三年的艰苦研发。在此期间,市场需求迅猛转变,软件厂商迫切需要在这款新OS中获得虚拟化、BYOD、多服务器并行管理等大量顺应时代发展的功能。

  这意味着Snover这位技术大师(以开创微软PowerShell脚本语言著称)这次遇上了前所未见的开发流程要求。虽然不想承认,但确实感到心里没底——他在接受ZDNet网站的采访时如是说。

  “我们做的第一件事就是暂时放下手里的工作。我们告诉团队里的每位成员,‘把笔放下,先把问题想清楚,’”他表示。“在接下来的整整一年中,每位技术工程师都开始在概念上对新系统进行规划,其间我们一行代码都没产出过。”

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  测试与交流

  恰恰相反,研发团队把第一年时光用在了规划、测试并进行开发系统重组等工作上。所谓规划,是指开发人员与硬件供应商及系统客户进行交流,了解当前服务器及数据中心市场的走向——Snover将此称为“技术团队的呼声”。

  “专有一个团队拿出大量时间与使用Windows系统的云数据中心工作人员交流,询问哪些功能奏效、哪些功能还有缺陷,并了解他们最急需的内容。”——Jeffrey Snover

  “我们离开自己的办公室,与客户面对面交流,”他表示,向对方解释微软希望了解企业最想在新的服务器操作系统中获得哪些功能。“专有一个团队拿出大量时间与使用Windows系统的云数据中心工作人员交流,询问哪些功能奏效、哪些功能还有缺陷,并了解他们最急需的内容。”

  第二步——重新调整开发平台——这意味着微软的技术团队专注于创建新的代码管理及开发工具。这一步骤被称为“伟大的代码检查、伟大的品质标准以及建立必要的单元测试框架,进而真正提高我们的工程设计经验,”Snover指出。

  尽管在最初的一年中团队里没有人开始着手产出代码,但这并不代表大家什么都没写过。工程师们利用这段时间尝试新思路与新技术,努力熟悉Windows Server 2012开发工作正式开始后可能会用到的技术与工具——当然,他们也花了不少时间用于了解新硬件。

  处理存储事宜

  以从客户那边得到的信息为基础,Windows Server开发团队确定了新系统所应包含的主要内容,并考虑如何将其纳入下一次将要发布的版本当中。根据Snover的说法,当时他们已经隐约意识到,改善服务器操作系统的存储方式也许会成为新产品的关键所在,因为这能够有效帮助IT部门进行事务管理并降低运营成本。

  Windows Server 2012立志成为一款“终极云操作系统”。


Windows Server 2012

  其它几个关键领域则是自动化、速度与虚拟化。客户们认为,自动化功能需要进一步简化且遵循标准化流程;而基于数据中心灵活性及业务敏捷性的考量,微软还需要对虚拟化支持再下一番苦功。在速度方面,大家关注的重点在于系统的初始性能与性价比。

  接下来,技术团队把上述系统功能整合起来,并列出一份待解决问题的优先次序表。大家的主要思路是把Windows Server作为数据中心抽象层加以处理——他们对于硬件抽象层的概念非常熟悉,因此打算以此为切入点将这一从NT版本诞生之日起就伴随着Windows Server家族成长的部分扩展到整个数据中心领域。

  这意味着Windows Server 2012不仅要能够管理及控制计算及存储体系,还得有能力支持虚拟交换机及工具中的软件定义型网络,进而以动态方式管理可能面对的海量IP地址。

  微软公司“需要一套基于标准的数据中心整体管理方案——一切尽皆涵盖其中——且不存在任何禁区,”Snover告诉我们。

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  重新设计操作系统

  随着Windows 8向台式机市场的逐渐挺进,微软公司也将Windows Server 2012视为针对新型硬件进行重新设计的一次重大机遇,他补充称。

  处理器早已步入多核心时代,因此应用程序必须能够充分利用现代服务器中新型CPU及内存架构的性能优势,他表示。换句话来说,开发团队需要专注于改善NUMA(非统一内存访问)支持——作为提高虚拟化性能的关键,NUMA能够令Windows Server 2012与Hyper-V拥有将服务器作为计算架构进行管理的能力,同时实现内存使用自动化。

  “要让NUMA顺利起效真的非常困难。因此我们进行了大量分析、测试、参数核查以及调整工作,但付出总有回报,我们也获得了令人振奋的NUMA扩展结果,”Snover回忆道。

  开发团队始终念兹在兹的一项工作就是如何将持续可用性概念变成现实——基本上这相当于将云设计引入数据中心。持续可用性利用计算、存储及网络架构来保障业务系统的长久运行,甚至能够克服应用程序、存储及基础设施故障等突发情况。根据这位微软公司杰出工程师的观点,这一思路彻底改变了服务器及数据中心的设计理念。

  为了实现这一诉求,微软采取了Snover提到的所谓“一套极具设计灵感的恢复方案——并考查它是否能够通过单独节点、多节点集群甚至是跨多个站点进行交付。”

  Snover把这套方案的实施路线描述成“沿着堆栈走”。也就是说开发团队需要对文件系统及内核进行修改,其中包括开发全新的弹性文件系统——也就是ReFS。

  在内核层面,微软公司改变了数据在磁盘上刷新的方式,这意味着企业能够摆脱以往商用硬件带来的高昂费用、转而使用成本更低廉的消费级存储产品。在新机制的帮助下,系统能够在运行过程中发现NTFS问题并实时修复,而无需重新启动(当然,修复过程会让磁盘产生不到一秒的脱机状态)。

  应对BYOD

  除了引入私有云因素,工程师们还在应对BYOD(自带设备)政策方面花了不少力气。目前未经管理的设备已经进入大多数企业的内部网络,因此这些商业用户急需从传统的应用及设备管理方案转型到更适合当前形势的用户及信息管理方案,Snover这样描述Windows Server的发展方向。这意味着微软需要为操作系统添加新功能,以确保它在应对数据爆炸式增长时仍然具备足够的扩展性。

  最终,动态访问控制(Dynamic Access Control)获得了新的管理规划,允许管理员部署自动化方案,锁定访问角色、群组及用户ID。

  员工们当然也希望将现有业务工具引入到自有消费级设备当中。微软公司对Windows Server VDI支持的强化标志着这方面预期已经开始转化为现实,Snover表示。

  Windows Server 2008 R2首次引入了RemoteFX,它通过远程桌面协议给虚拟桌面中的图形及视频效果带来了硬件加速能力。不过它需要额外硬件提供支持,也就是说服务器将需要配备过去只有在台式机上才需要使用的显卡。

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  新的编码解码器

  Windows Server 2012带来的另一项变化就是软件GPU。根据Snover的说法,RDP协议也得到一定强化。

  “我们使用了大量来自微软研究院的技术,”他说。“我们为屏幕中的不同显示内容配备了不同的编码解码器——例如文字及视频。”

  这些新的编码解码器使得身处家中或差旅途中的员工能够更轻松地使用虚拟桌面及远程应用程序。

  “新的编码解码器在执行效率上提升明显。大家可以在广域网上获得与局域网非常相近的使用感受,”Snover解释道。

  随着Windows Server 2012正式开放下载,微软开发团队的工作终于告一段落——然而世界各地的IT部门才刚刚踏上征程,他们的任务是进行学习并着手规划服务器及数据中心升级。

  在服务器、存储以及网络供应商的有力支持下——当然也需要客户有能力购买预配置参考架构——微软公司将此次发布的Windows Server版本形容为“以‘打包’形式提供云功能”。我们期待着这款全新服务器系统在部署过程中的表现,也等待着IT团队在利用它处理像BYOD及私有云这类尖端课题时获得理想的回报。

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