UNIX 40 歲了

Ken Milberg
, 作家/網站專家, Future Tech

2010 年 1 月 04 日

 

UNIX 的曆史

UNIX
起源於 20 世紀 60 年代晚期。Ken Thompson 於 1966 年加入貝爾實驗室的電腦研究部門，他最初從事 Multics
項目，這個雄心勃勃的項目力求建立下一代可移植作業系統，但是最終失敗了。Dennis Ritchie 於 1968
年加入貝爾實驗室，最初也是從事 Multics。這個項目由貝爾實驗室、MIT 和 GE 共同參與，目標是開發一種新的電腦作業系統。經過
Dennis Ritchie 和 Ken Thompson 的努力，在 1969 年開發出了 UNIX。Ken Thompson 在
GE-645 大型主機上開發了一個名為 Space Travel 的遊戲。但是，這個遊戲在 GE 機器上運行得太慢了，所以 Thompson 在
Dennis Ritchie 的協助下針對 DEC 的 PDP-7 重寫了它。這個移植過程促使 Ken 為 PDP-7
開發一個新的作業系統。這包括一個檔案系統和新的多任務作業系統本身。還包括一個命令列解譯器和一些小的公用程式。

這個項目最初
命名為 Unics，它最終可以同時支援兩個使用者，得到了貝爾實驗室提供的一些經濟支援。1970 年，UNIX 成為這種作業系統的正式名稱。它在
PDP-11/20 上運行，還包含 roff（一個文字格式設定化程式）和一個文字編輯器。1973 年，用 C
語言重寫了它，這使它具有可移植性，改變了這種作業系統的曆史。

為什麼要建立 UNIX？儘管移植遊戲是直接動機，但是還有另外兩個因素。程式員需要共用同一台機器上的資源，還需要多任務功能。這些革新家認識到作業系統需要提供可移植性、多任務和多使用者功能。

 

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UNIX 發展和興旺的過程

在
70 年代，UNIX 經過許多次改進，逐漸流行起來。1977 年，Interactive Systems
提供了第一個商業版本。在此期間，加州大學伯克利分校也在改進 UNIX。他們發布了自己的發行版 —— BSD 版本，其中包含 C
shell。AT&T 版本在 1978 年發展到了 release 7，其中包含 Bourne shell。1983 年，安裝
AT&T System V 的使用者數達到了 45,000。差不多同時，加州大學伯克利分校發布了 Berkeley released
4.2BSD，它包含 TCP/IP 功能。競爭由此開始了 —— System V 對決 BSD。

1986 年，NFS
出現了。AIX 也在此時首次發布了。安裝 UNIX 的使用者數達到了 250,000。1989 年，為了鞏固市場領先地位，AT&T
與伯克利版本的主要推動者 Sun Microsystems 簽定了一份合約。這催生出了 System V, release
IV。這個版本實際上統一了 System V、BSD 和 Xenix。到此時，安裝 UNIX 的使用者數超過了一百萬。

在
1993 年年初，AT&T 把它的權利出售給 Novell，Novell 當時正在尋找一種有望標準化的作業系統。但是，Novell
沒有很好地利用這個機會，幾年後他們通過 SUSE 進入 Linux 領域時認識到了這一點。最終，SCO 收購了 Novell 的 UNIX
系統業務，UNIX 系統原始碼和技術由 SCO 繼續開發。因為 SCO 沒有通過這次收購賺到很多錢，幾年後他們起訴了 Linux
發行商，試圖通過法律手段獲得收入，他們聲稱 Linux 盜竊了 UNIX 的原始碼。IBM 也捲入了這次訴訟，因為 IBM 支援 Linux
發行商。最終，SCO 敗訴了。

目前，有三個廠商在 UNIX 領域佔據優勢：HP (HP-UX)、Sun
(Solaris) 和 IBM (AIX)。大多數 UNIX 使用者實際上不太關心 BSD 還是 System V 命令等次要因素，而是更關心
RAS（可靠性、可用性和延展性）因素、效能、虛擬化和硬體整合。由於在這些方面比較出色，IBM 近幾年在 UNIX 領域很成功。

SunOS/Solaris

SunOS
version 1.0 於 1983 年發布，它支援 Sun-1 和 Sun-2 系統。SunOS Version 2.0 於 1985
年發布，它提供虛擬檔案系統（Virtual File System，VFS） 和 NFS。1987 年，AT&T 和 Sun
宣布他們將合作把 System V 和 BSD 合并為一個基於 System V release 4 的版本。SunOS 最初是在 1983
年基於 BSD 版本開發的。1993 年，它改名為 Solaris（從 version 5 開始），基於 AT&T System V
release IV。Sparc Solaris 7 的第一個 64 位元版本增加了檔案系統中繼資料日誌記錄支援。2002 年引入的
Solaris 9 增加了對 Solaris Volume Manager 和 Linux 功能的支援。最重要的版本是 2005 年引入的
Solaris 10，它包含許多新特性，比如支援新的 ZFS 檔案系統、Solaris 容器和邏輯域。

HP-UX

HP
的 UNIX (HP-UX) 的第一版於 1984 年發布。它最初基於 System V release 3，只能在 RISC -
PA-RISC HP 9000 平台上運行。Version 9 引入了基於字元的圖形化使用者介面 (GUI)
SAM，讓使用者可以管理系統而不需要使用命令列。Version 10 於 1995 年引入，它修改了系統檔案和目錄結構的布局，在許多方面與
AT&T SVR4 更相似了。Version 11 於 1997 年引入，這是第一個支援 64 位元定址的版本。2000 年發布了
11i，它引入了作業環境，也就是用於特定 IT 用途的分層的應用程式組。2001 年，Version 11.20 引入了對 Itanium
系統的支援。有意思的是，HP-UX 是第一種使用 Access Control Lists (ACL) 管理檔案許可權的
UNIX。它還首先引入了對 Logical Volume Manager 的內建支援。

UNIX 為什麼會興旺起來？

許
多人還記得 1990 年的 Byte Magazine 文章提出 “UNIX 死亡了嗎” 這個置疑？當時，Windows NT
即將發布，讓人覺得 UNIX 前景不妙了。但是 20 年後，大多數 IT 主管都不願意在 Windows 伺服器上運行重要的應用程式。是什麼讓
UNIX 生存了下來？

• 硬體支援和整合
  。與 Linux 和 Windows 等其他動作系統不同，UNIX 通常是隨廠商硬體打包提供的，作業系統已經針對特定的硬體平台最佳化過，所以提供更好的效能和可靠性。
• 作業系統支援
  。
  對於 UNIX 作業系統，所有補丁和更新包都由特定 UNIX
  品牌的生產商處理。使用者不需要在網上搜尋解決問題所需的補丁。在許多情況下，電話技術服務人員會指導使用者擷取補丁，甚至一步步帶領使用者安裝。廠商提供
  24x7 的作業系統支援。當機器崩潰（甚至所有機器都崩潰）時，總有尋求協助的辦法。
• 客戶舒適度
  。如果您喜歡與高水平的公司打交道，他們能夠協助您解決所有問題，那麼 UNIX 就是最佳選擇。所有廠商都對硬體和作業系統提供標準的 24x7 服務合約。因為廠商支援硬體和作業系統，如果有什麼東西出了問題，總是有人能夠解決問題。
• 安全性
  。UNIX 是目前最安全的作業系統之一。
• 可移植性
  。UNIX 可以在許多不同的平台上運行。儘管轉移到不同風格的 UNIX 上比較麻煩，但是這主要取決於硬體生產商決定如何修改他們的 UNIX 風格，與 UNIX 本身關係不大。
• 可靠性
  。UNIX 是極其成熟的系統，不像 Windows 等其他商業作業系統那樣脆弱。儘管 Linux 越來越成熟了，但是 UNIX 的曆史比它長差不多 20 年。
• 硬體
  。UNIX 系統可以在非常高端的強大硬體上運行，比如 IBM 的 Power 平台。效能比其他任何平台都出色。

 

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趨勢和市場份額

International Data Corporation (IDC) 2009 年 2 月的報告指出：

• UNIX 市場出現了強勁增長，一個季度的收入增長為 30.4%（37.41 到 48.77 億美元），安裝數量增長為 8.3%（114,845 到 124,346）。
• 在上個季度，UNIX 是收入最高的作業系統，把 Windows 擠到了第二位。另外，在前端處理器 RISC 系統上，出現了 32.7% 的收入增長和 15.3% 的安裝數量增長。

2009
年 4 月的報告更明確。這份關於 UNIX 市場的 IDC 研究報告指出，UNIX 在 2008 年的收入為 690 億美元，預計到 2013
年會達到 740 億美元。同一份 IDC 報告還預測從 2008 年到 2013 年與 Linux 相關的軟體收入將從 120 億美元增長到
350 億美元。另外，根據 IDC 的統計，UNIX 在去年第四季度佔據了伺服器市場總收入的 36%。

毫無疑問，UNIX 市場非常興旺。那麼 AIX 呢？

圖
1 顯示 AIX 在過去幾年的收入增長。2008 年底的 IDC 報告指出，IBM 在去年銷售了價值 64 億美元的 UNIX 伺服器，佔據
37.2% 的市場份額；Sun 的銷售額為 48 億美元，佔據 28.1% 的份額。處於第三位是 Hewlett-Packard，銷售額為
46 億美元，佔據 26.5% 的份額。這種趨勢從 2005 年開始一直很穩定。Gartner 和 IDC 都認為 IBM 是 UNIX
市場中的領先者。

圖 1. AIX 和 Power 系統市場形勢

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AIX 的曆史

AIX
(Advanced Interactive eXecutive) 是 IBM 自行開發的 UNIX 作業系統。AIX 於 1986
年首次引入。IBM 在 1989 年把 AIX 移植到 RS/6000 平台上。AIX Version 3 與第一批 RS/6000
機型同時發布。這些系統的整數計算效能比其他所有機器都出色，還把浮點計算效能提高了 10 倍。

Version 4 於
1994 年引入，它為第一批 RS/6000 SMP 伺服器添加了對稱式多處理 (SMP) 支援。這個作業系統一直發展到 1999 年 AIX
4.3.3 引入了工作負載管理 (WLM)。2001 年 5 月，IBM 發布了 AIX 5L，L 代表 “Linux
affinity”；同時發布了 POWER4 伺服器，它們提供伺服器邏輯資料分割函數。IBM
圍繞這個組合建立了第一個中檔系統管理程式。這些進步讓 IBM 取得了挑戰 HP 和 SUN 所需的突破。在短短几年內，IBM
佔據了市場優勢地位。2002 年 10 月，IBM 發布了動態邏輯分區 (DLPAR) 和 AIX 5.2。2004 年 8 月發布的 AIX
5.3 提供許多新特性：虛擬化、安全性、可靠性、系統管理。更重要的是，AIX 5.3 完全支援 POWER 體繫結構的 Advanced
Power Virtualization (APV) 功能；這包括微分區、虛擬 I/O 伺服器和對稱多線程 (SMT)。

IBM
於 2007 年 11 月發布了 AIX 6.1。這個版本的主要改進包括與 Solaris 容器相似的工作負載分區 (WPAR) 和
Solaris 中沒有的 Live Application Mobility，允許在不停止應用程式的情況下轉移分區。AIX
是第一個引入日誌型檔案系統 (JFS) 的作業系統，這可以避免在重新引導時對磁碟執行檔案系統檢查 (fsck)，從而加快引導速度。AIX
還有內建的 Logical Volume Manager (LVM)（早在 1990
年就引入了），它協助對磁碟組進行分區和管理。另一個重要的創新是共用庫，它可以避免應用程式靜態地連結使用的庫。因此使用的二進位代碼更少，運行所需的
硬體 RAM 更少，安裝所需的磁碟空間也更少。

AIX 是第一個符合 The Open Group 制定的 UNIX03
標準的 64 位元 UNIX 作業系統，也是第一個支援 UNIX 1998 標準的作業系統。從 1997 年開始，AIX 還支援 TCP/IP
V6，並於 2006 年獲得了 “Ready for IPv6” 認證。

圖 2 顯示 AIX 的發展經曆。

圖 2. AIX 的發展

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Power 系統和 AIX —— 2010 年無可置疑的 UNIX 市場領先者

2006
年 1 月 AIX 慶祝了它的 20 周年紀念日，它在 UNIX 領域的前景非常光明。IBM 的 AIX 是惟一一種多年來市場份額持續增加的
UNIX 風格，IBM 還會繼續佔據 UNIX 伺服器市場的主要份額。目前，UNIX 市場的增長主要來源於 IBM。AIX 已經受益於
POWER 平台提供的許多硬體創新，而且以後會有更多改進。它還受益於虛擬化引擎 PowerVM。

AIX 的優勢：效能、創新、虛擬化、可用性和連貫的發展路線

最近一次關於作業系統可靠性的調查向 27 個國家的使用者發出問卷，調查表明 IBM 的 AIX 在停機時間方面領先於所有伺服器作業系統 —— 每年只有大約 30 分鐘的停機時間。這主要得益於 AIX 接近連續的可用性特性。

在
90 年代早期，有五種不同的 RISC 體繫結構，競爭非常激烈。IBM 與 Apple 和 Motorola
合作推出了一種滿足聯盟標準的通用體繫結構（A High-Performance Architecture with a
History，2006）。它的第一個設計非常簡單，所有指令都在一個刻度內完成。它缺少浮點和平行處理功能。Power
體繫結構試圖彌補這個缺陷。它包含超過 100 種指令，被稱為複雜的 RISC 系統。Power1 晶片由 800,000
個晶體管組成，按功能分區。它有單獨的浮點寄存器，可以從低端工作站擴充到高端工作站。第一個晶片實際上在一個主板上有幾個晶片，但是最佳化為一個包含超過
一百萬個晶體管的 RISC 晶片。火星探索者項目使用它作為 CPU。儘管在 90 年代有許多其他設計，但是 IBM 確實落後於 HP、Sun
和其他廠商，90 年代的 UNIX 市場處於混戰局面。

多年以來，IBM 一直在對 IBM 專有的基於 RISC 的硬體進行改進，使用新的體繫結構實際上需要大型主機的一些組件。HMC（硬體管理主控台）和系統管理程式（在硬體機器上運行並管理一個或多個作業系統的軟體）等系統是 Power 體繫結構的重要部分。

2003 年引入的 POWER5 體繫結構在每個處理器上包含 2.76 億個晶體管。它基於 130 納米銅/SoI 工藝和先進的晶片多處理，具有更大的緩衝、片上記憶體控制器、並行多線程 (SMT)、進階電源管理和改進的系統管理程式技術。

2007
年 6 月推出的 POWER6 大約有 7.9 億個晶體管。它採用雙核設計，頻率達到 4.7
GHz。儘管效能增加了差不多一倍，但是電源和製冷方面的創新讓它的能耗與 POWER5 相當。POWER6
為十進位計算提供硬體支援。它還首次在晶片中整合了十進位浮點單位。還有幾個重要的 PowerVM 虛擬化改進與 POWER6 一起發布，包括
Live Partition Mobility、Decimal Floating Point 和 Dynamic Energy
Management。基於 Power6 5.00 GHz 處理器的 Power 595 是目前最快的 UNIX 伺服器系統。64
核伺服器的核心數只有 128 核 HP Integrity Superdome 的一半，但是效能更好。595 的效能達到 256 核 Sun
SPARC Enterprise M9000 的 90%，而核心數只有它的四分之一。

Power
系統基於源自大型主機的可靠性、可用性和可服務性 (RAS) 特性，比如 First Failure Data Capture。基於 POWER6
處理器的伺服器進一步擴充了這些特性，包括 Processor Instruction Retry、Alternate Processor
Recovery、Partition Availability priority、Live Application Mobility 和
Live Partition
Mobility。這些特性有助於消除與系統相關的計劃內和計劃外停機。如果為了重新設定、韌體更新或其他原因需要停止系統，可以把應用程式轉移到另一個
伺服器上，不會對生產運營有任何影響。不需要重新引導，不需要重新啟動，不會中斷服務，服務對於使用者連續可用。

AIX
本身如何利用硬體功能防止停機？一個例子是儲存鍵。這種新功能利用 POWER6
硬體進一步隔離核心和應用程式資料。它防止編程錯誤導致非法修改記憶體。在 AIX 5.3 和 AIX 核心中允許應用程式使用 POWER6
儲存鍵。在 AIX 6.1 中允許 AIX 核心使用 POWER6 鍵。

IBM 提供目前最好的中檔虛擬化產品
PowerVM。最近的改進包括 Live Application
Mobility（可以把應用程式轉移到另一個工作分區，不需要停止服務）、Active Memory Sharing 和多個共用處理器池。其他
UNIX 廠商都無法提供這些虛擬化特性，IBM 有 40 年發展虛擬化的經驗（PowerVM 是從大型主機/System z
虛擬化發展出來的），這也是無人能及的。

AIX 只在 IBM Power 系統上運行，這些系統是最強大的中檔 UNIX
伺服器。IBM 認為 AIX 只在 Power 上運行是一個優點，因為它針對這種體繫結構進行全面最佳化，而且它有清晰的發展路線，IBM
會堅持發展它。AIX 一直有整合的 Logical Volume Manager，而其他 UNIX 風格需要附加產品。

 

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結束語

AIX
是惟一一種多年來市場份額持續增加的 UNIX 風格，部分原因是它利用強大的 Power
硬體在可靠性、可用性和延展性方面保持領先優勢。顯然，IBM 在 UNIX 創新方面已經領先。毫無疑問，在未來的 UNIX 市場中 AIX
仍然會是主流產品，前景非常光明。

 

參考資料

學習

• AIX and UNIX 專區
  ：developerWorks 的“AIX and UNIX 專區”提供了大量與 AIX 系統管理的所有方面相關的資訊，您可以利用它們來擴充自己的 UNIX 技能。
• AIX and UNIX 新手入門
  ：訪問“AIX and UNIX 新手入門”頁面可瞭解更多關於 AIX 和 UNIX 的內容。
• AIX and UNIX 專題匯總
  ：AIX and UNIX 專區已經為您推出了很多的技術專題，為您總結了很多熱門的知識點。我們在後面還會繼續推出很多相關的熱門專題給您，為了方便您的訪問，我們在這裡為您把本專區的所有專題進行匯總，讓您更方便的找到您需要的內容。
• 技術書店
  ：在技術書店瀏覽關於這些主題和其他技術主題的圖書。
• UNIX 網路效能分析
  討論一些尋找和識別效能問題的快速方法以及解決問題的步驟。
• 準備參加 IBM 認證考試 Test 234: AIX 5L Performance and Systems Tuning
  。
• 閱讀 Power Architecture:
  High-Performance Architecture with a History
  。
• 閱讀 Power
  to the People: A history of chip making at IBM
  ，瞭解 IBM 的 power 體繫結構。
• IBM Redbook AIX 5L
  Practical Performance Tools and Tuning Guide
  全面講解 AIX 5L Version 5.3 提供的效能監控和調優工具。
• IBM 向使用者和系統管理員提供的 Operating System and Device Management
  包含完整的系統管理和裝置管理資訊，可以協助您在執行各種任務時選擇適當的選項，比如系統備份和恢複、管理物理和邏輯儲存以及調整分頁空間。
• The
  AIX 5L Differences Guide Version 5.3 Edition
  Redbook 主要關注 AIX 5L Version 5.3 與 AIX 5L Version 5.2 之間的差異。
• http://www.ibm.com/developerworks/cn/aix/library/au-linuxtogether/
  講解如何讓傳統的 UNIX 發行版和 Linux 一起工作。
• AIX Wiki
  是一個提供 AIX 相關技術資訊的協作環境。
• Database Performance Tuning
  on AIX
  ：這份 Redbook 協助系統設計師、系統管理員和資料庫管理員設計、規劃、實現、維護、監視和調整 Relational Database Management System (RDMBS)，從而在 AIX 上實現最優的效能。

討論

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關於作者

		Ken Milberg 是 PMP，同時也是 techtarget.com 的撰稿人/網站專家，他還為 searchopensource.com 提供 Linux 技術資訊和支援。Ken 是 IBM Systems Magazine，Open Edition 的撰稿人和技術編輯。Ken 擁有 University of Maryland University College 的電腦與資訊科學學士學位和技術管理科學碩士學位。他是 Long Island POWER-AIX 使用者組的創始人和負責人。這些年以來，他在各種規模的企業工作過，並且擔任過各種職位，包括 CIO 和進階 AIX 工程師。他現在在 Future Tech 工作，這是一家總部設在長島的 IBM 業務夥伴。Ken 不僅是已通過 PMI 認證的專案管理專業人員（PMP），還是通過 IBM 認證的進階技術專家（CATE，IBM System p5 2006）。