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操作系统系列(三):从Linux系统看软件开源模式如何发展

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作者:朱涛
2020-04-29 11:26
Linux内核作为目前全球范围内最成功的开源软件之一,其本身发展为开源软件的商业生态构建提供了借鉴意义。

Linux系统作为全球范围内最知名的开源操作系统,在服务器等非桌面场景下的使用比率很高。据全球Top500超级计算发布数据显示,99%的超级计算机运行在 Linux操作系统之上,90%的公有云平台采用的也是Linux系统。但在桌面级系统上,Linux远远落后于Windows。

在国内信息领域开展自主替代的背景下,Linux系统应用地位十分重要。作为目前全球范围内最成熟的开源软件,国内厂商可以基于Linux平台开发中国人自己的操作系统。我们关注到Linux系统+ARM架构的组合是对传统Wintel垄断的很好替代。

同时,Linux内核作为目前全球范围内最成功的开源软件,其本身发展也为开源软件的商业生态构建提供了借鉴意义。因此有必要对Linux及其背后的商业模式进行探究。

Linux内核和商业发行版本的关系

Linux内核在整个操作系统中处于核心地位,我们平时所说的Linux开源,主要是指其内核代码是完全开放给全球开发者使用的。Linux内核目前是全球范围内最大的开源项目,由企业、团体和个人开发者进行代码贡献和维护。同时,开源码发展实验室(Open Source Development Labs,OSDL)与自由标准组织(Free Standards Group ,FSG) 成立了Linux 基金会,则为Linux的长久发展提供支持条件。

Linux内核并不能拿来直接使用,需要由开发团队在此基础上加入图形界面、用户管理系统、软件管理系统的模块才能商用。由Linux内核出发,市场中形成了几大具有影响力的主流发行家族,比如Debian、RedHat和SUSE等。从发行家族出发,又出现了多个Linux明星发行版本,比如Linux服务器产品界的标杆—— Redhat 及其桌面版Fedora;应用解决方案比较丰富的Suse;桌面版本中易用性较好的Ubuntu。

   Linux发行套件的家族树图

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                                                                                                             来源:CSDN网站

Linux系统的优势和劣势

安全性。开源使得其代码受到世界各地开发者的监督和优化,避免了闭源软件潜在的后门及系统漏洞解决不及时等问题。同时,Linux在设计中天然的具备防病毒攻击的特征,在桌面级系统中的不普及也使得很少有针对性病毒。

使用成本低。付费操作系统出于盈利需求,会不断地更新系统,并阶段性地停止对过于老旧系统的更新支持(例如近期微软停止对win7的更新维护,使得大量使用win7系统的用户失去系统信息安全、漏洞等方面的安全保障)。阶段性的替换付费软件将带来大量的成本,而使用Linux系列的商业版本成本则低得多。

自由度高。Linux为开发者提供了很高的自由度,对于专业级用户构建自定义的开发环境和服务器而言具有优势。Linux系统默认使用者对系统代码了解,因此在调用计算资源上更为自由。

正是因为其上述优势,Linux在特殊应用场合中得到青睐。超级计算机、纽交所/纳斯达克等市场的交易系统、云计算平台等都在使用Linux系统。

然而,开源软件的反面也很突出,其各商业发行版本在市场上存在诸多问题。

硬件兼容性不足。操作系统是底层硬件和上层软件之间沟通的桥梁,Wintel联盟在操作系统与不同硬件(主要是主板、CPU)之间的磨合中做出了大量的努力,同时,因为Windows的发展前景好,硬件厂商也愿意围绕其做大量的优化。以Wintel联盟为例,Wintel体系采用统一的系统架构,对指令系统、地址空间布局、中断系统、多核互联架构、IO 接口规范等优化,需要操作系统、CPU、BIOS等配合完成。

应用软件生态不足。软件开发厂商要做出适配不同操作系统的软件所花费的成本更高,往往因为某些操作系统的使用人数过少而没有对应的版本进行覆盖。目前相当一部分的大型商用软件没有对应的Linux版本。以设计系列软件Adobe为例,其一直没有推出Linux系统下的版本,官方回应是经过市场调研后发现,其大部分大型合作伙伴生态都不在Linux上,针对Linux内核的多个发行版本做CPU和GPU的调试移植会消耗大量的开发资源,因此并没有推出Linux版本的计划。

主要是来自于软硬件兼容和适配的问题,导致了Linux在办公和游戏这两大场景下的使用非常有限。尽管其在消费场景下对使用者的体验不佳,但在专业人员使用的开发环境和服务器运维场景下,Linux仍旧占有绝对优势,也成就了一批企业和社区。

开源系统的开发生态

出于降低开发及维护成本、提升技术壁垒、形成软件生态的目的,开源系统同样需要努力构建自己的开发者生态。其中起到主导地位的是开源基金会、开源社区、开源贡献者这三方。

Linux基金会是一个非盈利性的联盟,其目的在于协调和推动Linux系统的发展,以及宣传、保护和规范Linux,该组织是2007年,是由开源码发展实验室(Open  Source Development Labs,OSDL)与自由标准组织(Free Standards Group,FSG)联合成立的。

Linux开源社区是主要的软件开发场所。开源基金会对其进行规则制定和资源分配。独立开发者和大公司都可以通过开源社区的方式,以相应的开源软件许可证协议公布软件代码。

 开源基金会、开源社区和开源贡献方之间的关系

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                                                                                                         来源:中国信通院

Linux开源贡献者是开源软件的开发参与者。参与主体既有独立开发者,也有关注Linux技术发展动向的大企业。维护一个成熟操作系统的成本代价相当的高,而且在整个操作系统市场中很难出现一家独立的公司可以和领先巨头相抗衡,因此大多数的腰部企业采用的都是借助于开源社区的力量去推进技术的进步。

Linux内核目前拥有2500万行以上的代码量,如果这部分知识贡献完全由一家公司来实现,成本将是惊人的。作为对比,微软Win10系统有3000-6000万左右的代码量,背后支撑的总研发费用每年在百亿美元级别。这部分费用主要被用于操作系统的开发、配套该操作系统的各种应用、驱动等围绕系统的生态圈建设。

 微软于2002-2018年间的研发费用支出

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开源的商业模式

开源软件并非不能盈利,和免费的关系也不大,很多企业都会在社区版本的基础上做优化和改进,推出自己的商业版本。事实上,底层技术开源只是为了更好地激发开发者的创作性,避免被某一家软件公司所垄断和控制,降低安全风险,从来没有规定开源软件不能收取费用。

总结来说,开源软件有4种主流的商业模式:

1、使用者免费使用,形成流量入口,向大B收费。典型案例是Mozilla公司,其是非营利组织Mozilla基金会的一个盈利子公司,该基金会的收益被重新投资到Mozilla的开源项目中。Mozilla将旗下优秀的开源浏览器免费提供给用户使用,转而以巨大流量入口地位向雅虎、谷歌、微软等搜索引擎商收取搜索栏的合作费用。

2、免费增值模式。软件核心部分的组件是开源的,用户可以免费使用。但部分进阶功能进行收费,这部分功能往往满足大企业的需求。以被甲骨文收购的MySQL开源数据库为例,其提供免费下载的版本和多个包含增值功能的企业版本供选择。

3、收取技术支持等后续服务费用。这一模式的代表是Linux体系内最成功的商业公司——RedHat红帽。红帽公司所有产品都有相应的开源社区版本,由红帽公司员工和外部开发者共同维护。围绕Linux优势所在的服务器端,红帽提供后续的一系列技术服务支持,从计算存储平台搭建(中间件、虚拟化、超融合、存储和云计算等)、应用开发的一系列解决方案。同时,红帽也涉及到免费增值模式中的售卖企业版操作系统。

红帽公司基于Linux提供了一系列后续服务

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                                                                                                                   来源:红帽官网

4、开源软件直接SaaS化订阅。随着云计算的兴起,开源软件也开始部署在云端,用户直接付订阅费用就可开箱即用,不用关心适配、底层架构、资源管理等技术问题,代表项目有Docker、MongoDB等,这一部分开源软件正在形成趋势。

总结

Linux系统作为全球范围内最成功的开源项目之一,不仅成为服务器端的主力操作系统,裁剪后更成为移动端的主流操作系统,成就了一批商业公司。更重要的是,Linux的开源基金会、开源社区和开源贡献者模式证明了开源软件在商业价值和技术服务全社会上同样成立。


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