业界首份:北大× 腾讯联合发布泛在操作系统开源生态报告|附下载

|业界动态 作者:腾讯研究院 2023-10-23

开源创新是促进软件技术发展的重要模式。在AI领域,从AI框架到AI内容生成模型,开源正在掀起热潮。在操作系统领域,开源一直是主流发展路径,Linux操作系统和源自Linux内核的Android操作系统,已经广泛占据了服务器和手机市场份额。

2023年10月21日,北京大学与腾讯研究院在“2023 CCF中国开源大会”联合发布《泛在操作系统开源生态体系研究报告》(以下简称报告),该报告是继双方去年共同发布《泛在操作系统实践与展望研究报告》之后,进一步聚焦于泛在操作系统开源生态的业界首个研究成果。CCF理事长、中科院梅宏院士,CCF开源发展委员会主任、中科院王怀民院士,开放原子开源基金会孙文龙理事长,CCF开源委员会副主任、北京大学周明辉教授,北京大学赵俊峰研究员,腾讯公司王巨宏副总裁,腾讯研究院刘琼副院长共同出席发布仪式。

 

国内外泛在操作系统开源全景

泛在操作系统作为操作系统发展和演进的重要方向,涵盖了桌面操作系统、服务器操作系统、移动智能终端操作系统、嵌入式及物联网操作系统、云操作系统等基础平台类操作系统,以及智慧交通操作系统、智慧城市操作系统、机器人操作系统、智能家居操作系统等应用场景类操作系统。

基于泛在操作系统的分类,报告编写组对泛在操作系统相关开源工作进行了调研梳理,形成泛在操作系统开源工作全景图,其中,基础平台类操作系统相关的开源社区、开源项目/产品较为丰富,应用场景类操作系统的开源社区和开源产品相对较少。

在基础平台类操作系统方面,除了国际开源社区,我国也有多个开源操作系统社区,研制了自主的社区版操作系统,社区版操作系统力求版权清晰、兼容开放、技术领先且被广泛使用。除了开源社区之外,部分企业也将自身的操作系统产品开源,选择开源与商业化并行的方式,来促进操作系统的产品迭代和应用推广。目前,国内主流的桌面和服务器计算机操作系统均源于开源Linux操作系统,国内操作系统厂商在国内外开源社区的贡献度不断提高。在嵌入式和移动终端领域,国内厂商的技术路线也与开源操作系统有着很深的联系。

部分应用场景类操作系统虽为闭源系统,但也涉及开源组件的采用,以及需要生态伙伴二次开发、共同发展,因此应用场景类操作系统提供者对于产品的生态体系建设较为关注,部分正在探索开放系统等与开源生态相关的开发与应用模式。

总体而言,放眼全球市场,越来越多的国内企业或社区正持续扩大自主研发和生产力度。无论是基础平台类还是应用场景类操作系统,开源的协作模式和生态构建将是其未来发展的重要突破点。以服务器操作系统为例,Linux 从发行之初已演进多个系统版本,而更好用、更具创新性的应用程序是在开源的 Linux 基础之上创建的。因此,各类泛在操作系统的开源发展中,一方面需要在上游与广泛的硬件终端等资源适配,在下游支撑构建更丰富的应用软件体系,另一方面在性能测试、协同开发、联合优化等几个层面,需要能做好技术创新、社区治理。

 

 

泛在操作系统

在软件供应链中的定位

软件供应链从水平横向维度涵盖软硬件全栈的各类供应链关系网络,垂直维度从项目社区维度展示各类主体如何汇聚、协作、可持续发展。泛在操作系统在软件供应链中处于中枢位置,既需要对接上游硬件、又需要支撑下游各类应用软件。

泛在操作系统的泛在资源抽象管理层,不仅对传统的计算、存储资源进行抽象,还对各类传感器、数据等泛在资源进行抽象,这一层的实现机制与传统操作系统的硬件抽象层或驱动层很类似,但可以抽象与管理更加丰富多样的资源;泛在应用开发与运行层与传统操作系统相比,不仅要具备传统操作系统的作业管理和支撑用户交互能力,还需要提供具有相应场景特色的应用开发运行支撑能力,既可以支撑传统运行在节点上的应用程序,也可以支撑运行在云计算平台这样的网络层上的应用,以及面向智慧城市这样的更高层场景的应用。因此,泛在操作系统在软件供应链中涵盖固件、驱动程序、内核、网络管理软件、数据融合与治理平台、平台软件等范围。

 

 

泛在操作系统开源生态框架

目前,开源、众包以及内源等软件开发社区模式已成为传统组织型软件开发模式之外的重要模式,因此带来开源闭源交织的复杂软件供应链和生态,构建泛在操作系统及其智能应用的开源社区与生态已成为必然趋势。为此,需要研究面向泛在操作系统的开源社区营造与治理,开放源代码社区由相关技术生态中涉众组成,包括企业内部人员,上下游合作伙伴,用户以及第三方拥有共同技术兴趣爱好的开发者和志愿者人所组成,根据相应的开源软件许可证协议公布软件源代码的网络平台,同时也为网络成员提供一个自由学习交流的空间。该社区应面向泛在操作系统基础软件特性,构建开放共享社区,并有效支持开源社区的治理,包括开源社区管理、社区成员管理、社区贡献管理、社区许可证管理、商业化管理等。

由于操作系统的供应链构件众多、依赖复杂,导致暴露攻击面越来越多,使得有关操作系统的安全问题从传统的单一软件的代码安全拓展到了供应链生态安全,其复杂性和安全性问题爆炸式增加,当有开源构件存在缺陷或构件间存在冲突,这些风险会随着软件供应链快速传递到上下游,进而会影响整个操作系统的生态的技术发展和生态环境。为此,需要研究面向泛在操作系统全生命周期的供应链构建与维护,针对泛在操作系统的开发、应用、测试等需求,研究软件供应链行为,进行供应链风险评估,制定合理供应链管理流程,并提供供应链安全保障等。此外,还需兼顾开源软件供应链的知识产权要求、开源软件供应链合规性要求以及开源软件供应链的可靠性要求,进而打造适宜泛在操作系统良序发展的生态环境。

在人机物融合趋势下,泛在操作系统尚处于快速发展阶段,但其定义、架构等方面缺乏统一的认知和标准规范。需探索开源软件项目成果相结合的标准研制模式,尝试开源标准联动模式。开源界具有技术领先性、国际性更强、发展速度快、更新频率高等特性,而标准界强调技术合规性、地域性更强、流程周期较长、更新频率低,为此,将两者的优势联合在一起,研究泛在操作系统标准体系框架、制定核心技术标准、宣贯与实施相关标准并研究标准与开源的联动机制,更好推动泛在操作系统的研发与应用,为泛在操作系统生态系统的构建提供有力支撑。

 

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《2023泛在操作系统开源生态体系研究报告》
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