解密Huawei Cloud EulerOS算力释放

1. Huawei Cloud EulerOS的前生今世

1.1 什么是操作系统

介绍Huawei Cloud EulerOS前，我们要首先了解什么是操作系统(OS)。操作系统（Operating System）是一种软件，它是计算机系统中最基础和核心的部分之一。操作系统负责管理计算机的硬件资源和提供各种服务，以便用户和其他软件能够有效地与计算机进行交互和利用。

操作系统在计算机系统中扮演着重要的角色，它隐藏了底层硬件的复杂性，提供了一个统一的、易于使用的接口，使用户和应用程序能够高效地利用计算机的资源。

操作系统是管理计算机硬件与软件资源的系统程序，处于整个计算机系统中最核心的位置。对下管理设备，释放硬件最大价值;对上提供统一界面，使能用户业务。

从使用类型来看，从使用角度来分类操作系统，可以将其分为以下几类：

1. 桌面操作系统（Desktop Operating System）：桌面操作系统是设计用于个人计算机（如台式机、笔记本电脑）的操作系统。它提供了图形用户界面（GUI）和各种应用程序，使用户能够方便地进行日常计算机操作，如浏览网页、编辑文档、播放媒体等。常见的桌面操作系统包括Windows、macOS和Linux发行版（如Ubuntu、Fedora等）。
2. 服务器操作系统（Server Operating System）：服务器操作系统是专门用于管理和运行服务器的操作系统。它提供了服务器管理工具、网络服务、安全性功能等，以支持服务器的稳定运行和网络服务的提供。服务器操作系统通常没有图形用户界面，而是通过远程管理工具进行管理。常见的服务器操作系统包括Windows Server、Linux的服务器版本（如Ubuntu Server、Red Hat Enterprise Linux等）。
3. 嵌入式操作系统（Embedded Operating System）：嵌入式操作系统是用于嵌入式系统的操作系统，嵌入式系统是指嵌入到其他设备中的计算机系统，如智能手机、智能电视、汽车控制系统等。嵌入式操作系统通常具有小巧、高效的特点，能够在资源有限的环境下运行。常见的嵌入式操作系统包括Android、iOS、Windows Embedded等。
4. 移动操作系统（Mobile Operating System）：移动操作系统是专门为移动设备（如智能手机、平板电脑）设计的操作系统。它提供了移动应用程序的运行环境、移动网络连接、触摸屏界面等功能，以满足移动设备的特殊需求。常见的移动操作系统包括Android、iOS和Windows Phone。

1.2 基于openEuler的商业版本

华为云欧拉操作系统（Huawei Cloud EulerOS）是华为云推出的一种开源操作系统，是云时代的产物。它基于CentOS操作系统，并在其基础上进行了优化和增强，基于openEuler开源社区构建的商业版本，主打高性能、高可靠、高安全以满足云计算和大数据场景的需求。

2009年，华为内部成立操作系统团队，在2012年,欧拉操作系统实验室成立,体现了华为对操作系统的重视，在2019年，openEuler开源社区成立，openeuler捐赠给开放原子开源基金，2022年，结合华为内部在云上的技术沉淀，开发出Huawei Cloud EulerOS。

Huawei Cloud EulerOS主要面向于互联网客户应用，政企客户应用和云服务应用。

1.3 HCE和openEuler的关系

所有的linux操作系统发行版都是基于linux内核而来，对于linux发行版，首先要选取linux内核，在结合自己的优势方面进行定制，同时发布社区版本，主打生态和稳定。

EulerOS是华为公司基于Linux内核开发的商业操作系统。它是面向企业和云计算环境的高性能操作系统，提供了稳定性、安全性和可靠性方面的特性。EulerOS支持多种硬件架构，并提供了丰富的应用程序和工具，以满足企业和云计算环境的需求。EulerOS主要面向华为自身的产品和解决方案。openEuler是华为公司发起的一个开源操作系统项目。它旨在构建一个开放、协作的操作系统生态系统，提供一个通用的开源操作系统平台，支持多种硬件架构和应用场景。openEuler的目标是推动开源技术的发展，促进操作系统的创新和共享。openEuler项目是一个社区驱动的项目，吸引了来自全球的开发者和合作伙伴参与。

可以说HCE是华为基于Linux内核开发的商业操作系统，而openEuler是华为推动的一个开源操作系统项目。EulerOS在某种程度上可以看作是openEuler的商业版本，其中的一些技术和代码可能会从openEuler项目中衍生出来。openEuler项目的开放和合作性质使得它能够吸引更广泛的社区参与，从而推动操作系统领域的创新和发展。

2. 为何选择HCE

CentOS 8系统2021年12月31日已停止维护服务，CentOS 7系统将于2024年06月30日停止维护服务。CentOS不再支持新的软件和补丁更新。CentOS用户现有业务随时面临宕机和安全风险，并无法确保及时恢复。

传统OS在云上使用面临弹性，安全运维等全方面的挑战。

2.1 云原生资源隔离与弹性

2.1.1 在离线业务混部

云原生资源隔离和弹性是通过使用容器、虚拟化、自动化管理和弹性存储/网络等技术来实现的。这些机制可以帮助云原生应用程序和服务在云环境中实现高度的隔离性、可扩展性和可靠性，以适应不断变化的业务需求。

• 在离线业务混部

在全球数据中心规模巨大(万亿美元)，并伴随高速增长(千亿美元/年)情况下，总体资源利用率很低
据Gartner 统计，数据中心平均使用率不足15%，存在巨大的资源浪费。主要有以下原因

1. 预留过多资源：为了确保数据中心的可靠性和容量，许多组织倾向于过度预留资源。这可能包括未使用的服务器、存储设备和网络设备等。这种过度预留的做法导致了资源的低利用率。
2. 不均衡的负载分配：在数据中心中，不同的应用程序和工作负载可能分布不均衡，导致某些服务器或资源过度使用，而其他服务器则处于闲置状态。这种不均衡的负载分配也会导致资源利用率的低下。
3. 延迟更新和优化：数据中心的技术和设备需要定期更新和优化，以适应不断增长的需求和新的技术趋势。如果组织延迟了对数据中心基础设施的更新和优化，那么旧的设备和技术可能无法充分利用资源，从而导致资源浪费。
4. 缺乏综合管理和监控：数据中心的复杂性和规模使得综合管理和监控变得困难。如果组织缺乏有效的管理和监控工具，就很难及时发现和解决资源利用率低下的问题。

在线业务和离线业务在在传统模式下分开部署，在线业务和离线业务可能对资源的需求有所不同。在线业务通常需要更多的计算资源和带宽来支持实时交互，而离线业务可能更注重批量处理和数据分析。通过分开部署，可以更好地分配和优化资源，以满足不同业务的需求。

HCE可以通过混合部署模式将在线业务和离线业务结合在一起，利用云计算和虚拟化技术来提供更灵活、高效和可扩展的解决方案。这种模式可以通过资源弹性调整、自动化管理和容器化等技术来实现在线和离线业务的集成，提高整体的效率和灵活性。

2.1.2 HCE云原生混部优势

1. 容器化：将业务应用程序封装为容器，可以实现更高的资源利用率。容器具有轻量级和快速启动的特性，可以更加高效地利用计算资源。通过将应用程序容器化，可以在同一物理服务器上运行多个容器实例，从而提高资源利用率。
2. 弹性伸缩：利用弹性伸缩机制，根据实际负载情况自动调整容器实例的数量。当负载较低时，可以减少容器实例的数量以释放资源；而在负载高峰期，可以增加容器实例的数量以满足需求。这种动态伸缩可以确保资源的最佳利用，避免资源浪费和性能瓶颈。
3. 资源调度和负载均衡：使用容器编排工具（如Kubernetes）来进行资源调度和负载均衡，以确保容器实例在物理服务器上均匀分布，从而充分利用计算资源。通过智能的调度算法和负载均衡策略，可以避免资源过度集中或过度分散，提高资源利用率。
4. 资源共享和复用：在云原生环境中，可以通过共享和复用资源来提高资源利用率。例如，多个应用程序可以共享同一台服务器上的一部分资源，如共享存储和网络。同时，可以使用容器化的微服务架构，将业务逻辑拆分为更小的组件，实现资源的更细粒度利用和共享。
5. 资源监控和优化：建立有效的资源监控系统，实时监测容器实例的资源使用情况，包括CPU、内存、存储等。通过分析监测数据，可以发现资源利用率低下的问题，并进行相应的优化措施，如调整容器实例的资源分配、优化应用程序的配置等。

2.1.3 云原生混部实践

HCE提供了严格的安全措施和机制，包括数据加密、访问控制、网络隔离等，可以保护测试数据的安全性。此外，HCE还提供了高可用性和容灾机制，确保测试的可靠性和稳定性。EulerOS提供了强大的计算和网络性能、安全可靠的环境、灵活的资源管理和监控工具等优势，使得在其上进行业务QoS抖动测试更加方便、高效和可靠。

2.1.4 关键应用加速

Huawei Cloud EulerOS结合关键应用实现垂直优化，可以提供更好的性能，使MySQL、Nginx等典型应用的性能优于主流操作系统（OS）10%~25%。

1. 硬件优化：EulerOS可以与华为云的硬件平台紧密配合，充分利用硬件资源。例如，EulerOS可以与华为云服务器的硬件加速器（如GPU）进行协同工作，提供更高的计算性能和吞吐量。
2. 内核优化：EulerOS的内核经过了华为云的优化，针对云环境进行了调整和改进。这些优化包括更好的调度算法、内存管理策略和网络协议栈等，可以提高应用程序的性能和响应速度。
3. 网络优化：EulerOS与华为云的网络基础设施相互配合，可以提供更低的网络延迟和更高的带宽。这对于网络密集型应用（如Nginx）和数据库应用（如MySQL）非常重要，可以显著提升它们的性能。
4. 资源管理：EulerOS提供了灵活的资源管理工具，可以对CPU、内存、存储等资源进行精细化的配置和管理。通过合理分配和管理资源，可以确保关键应用程序获得足够的资源，并避免资源争用，从而提高性能。
5. 安全和稳定性：EulerOS在安全性和稳定性方面进行了强化，包括漏洞修复、安全加固和容错机制等。这些措施可以提高关键应用程序的可靠性，并减少潜在的安全风险。

2.2 云上系统海量数据安全

在云上处理海量数据时，确保数据的安全性是非常重要的。，HCE实现全栈自主可控与安全合规，符合国家应用规范，允许承载国家核心业务。

2.2.1 HCE应用场景

1. 以采用端到端加密，确保只有授权的用户能够解密和访问数据。
2. 访问控制和身份验证：实施严格的访问控制策略，限制对数据的访问权限。使用强密码和多因素身份验证来保护用户账户。为不同的用户和角色设置适当的权限级别，确保只有授权的人员能够访问和修改数据。
3. 安全审计和监控：建立完善的安全审计和监控机制，记录和监测系统中的数据访问和操作。使用日志和审计工具来检测潜在的安全事件和异常行为，及时采取措施应对。
4. 数据备份和灾难恢复：定期备份数据，并将备份数据存储在安全可靠的位置。建立灾难恢复计划，确保在数据丢失或系统故障时能够及时恢复数据。
5. 安全更新和漏洞修复：及时应用安全更新和补丁，确保系统和软件处于最新的安全状态。定期进行安全漏洞扫描和评估，及时修复发现的漏洞和安全风险。

2.2.2 热补丁技术

热补丁技术（Hot Patching）是一种在运行时对软件系统进行修补和更新的技术。它允许在不停止或重新启动应用程序的情况下，动态地应用补丁来修复软件中的漏洞、错误或添加新功能。

HCE通过热补丁技术实现实时修补和更新，减少系统的停机时间和服务中断。

3. 百万规模系统升级

3.1 系统迁移

3.1.1 迁移工具介绍

EulerOS提供了一套从评估到部署的工具套件，旨在帮助用户安全高效地完成操作系统（OS）迁移。这些工具套件提供了以下功能和特点：

1. 评估工具：EulerOS提供了评估工具，帮助用户评估当前系统环境和应用程序对迁移的兼容性。这些工具可以扫描和分析现有系统的配置、应用程序和依赖关系，识别潜在的兼容性问题，并提供建议和指导。
2. 迁移工具：EulerOS提供了迁移工具，支持将现有的操作系统迁移到EulerOS。这些工具可以自动化执行迁移过程，包括文件系统、用户和权限、网络配置等的转移。迁移工具还提供了验证和回滚机制，确保迁移过程的安全性和可靠性。
3. 应用程序兼容性支持：EulerOS提供了广泛的应用程序兼容性支持，包括与主流应用程序和开发框架的兼容性测试和验证。这些支持确保用户能够顺利迁移和运行他们的应用程序，而无需担心兼容性问题。
4. 安全性保障：EulerOS注重安全性，在迁移过程中提供了多种安全保障措施。这包括安全审计和监控工具，用于检测和应对潜在的安全威胁。此外，EulerOS还提供了安全补丁和漏洞修复机制，确保系统的安全性和稳定性。
5. 文档和支持：EulerOS提供详细的文档和支持资源，帮助用户了解和使用迁移工具套件。这些文档包括迁移指南、最佳实践和常见问题解答，用户可以根据需要获取相关的帮助和指导。

3.1.2 应用搬迁实例:MongoDB 2.x版本搬迁到HCE

1. 业务要求:系统切换到HCE后MongoDB可正常在环境中部署使用

2. 兼容性分析:在原环境中用x2hce-ca工具进行搬迁准备检查，分析出如下问题软件编译依赖包变化，需要新增5款编译依赖库变化，依赖文件路径改变，需要OS适配修改

3. 使用迁移工具进行迁移

   

4. 迁移体验

登录华为云官网:https://lab.huaweicloud.cn/testdetail ，体验两步切换国产操作系统Huawei Cloud EulerOS

华为云同时还提供了相关开发者认证，帮助大家更好了解HCE使用

5. HCE生态发展

HCE通过持续的贡献和改进，为用户提供了丰富的南北向生态支持。

1. 应用程序支持：HCE支持广泛的应用程序和开发框架，包括常见的数据库、Web服务器、容器技术等。用户可以轻松地在HCE上部署和运行各种应用程序，满足不同业务需求。
2. 开发工具和框架：HCE提供了丰富的开发工具和框架，帮助开发人员快速构建和部署应用程序。这些工具和框架包括编程语言、集成开发环境、持续集成/持续部署（CI/CD）工具等，提高开发效率和质量。
3. 安全和可信计算：HCE注重安全性和可信计算，在南北向生态中提供了多种安全保障措施。这包括硬件加密、安全审计、漏洞修复等，确保用户数据和应用程序的安全性。
4. 云原生支持：HCE积极响应云原生趋势，在南北向生态中提供了云原生支持。这包括容器化技术（如Docker、Kubernetes）、微服务架构、云原生存储等，帮助用户构建和管理现代化的应用程序。

除了丰富的南北向生态支持外，HCE还积极参与OpenEuler社区，并持续贡献代码和改进。这种开放和协作的态度有助于推动整个社区的发展，促进开源生态的繁荣。

HCE在继承和发展OpenEuler的基础上，提供了丰富的南北向生态支持，包括应用程序支持、开发工具和框架、安全和可信计算以及云原生支持。同时，HCE也积极参与OpenEuler社区，持续贡献代码和改进，推动整个开源生态的发展。

6. 总结

华为云欧拉操作系统（Huawei Cloud EulerOS）是华为云推出的一种开源操作系统，是云时代的产物。它基于CentOS操作系统，并在其基础上进行了优化和增强，基于openEuler开源社区构建的商业版本，主打高性能、高可靠、高安全以满足云计算和大数据场景的需求。

本文参与华为云社区【内容共创】活动第23期。

任务1：DTSE Tech Talk 技术直播 NO.27 解密Huawei Cloud EulerOS算力释放技术