Операционные системы

Кого потеснят на Олимпе?

Александр Прохоров

Из чата в Интернете

IDC

Прогнозы развития операционных систем

Выводы

Некоторые подробности о Whistler

Новая религия: Linux и открытый код

Историческая справка как одна из составляющих любого прогноза

Глоссарий встречающихся сокращений

Вопрос о перспективах развития операционных систем волнует всех. Для многих специалистов он интересен с научно-технической точки зрения. Для менеджеров ИТ-индустрии — это вопрос прибыли, и, как игроки на скачках, они отдали бы многое, только бы знать, на какую лошадь поставить, чтобы получить максимальный выигрыш. Для компаний — разработчиков той или иной ОС — это уже не только вопрос прибыли, но и вопрос жизни и смерти. А ОС-фанаты вообще готовы вести непримиримые «религиозные войны», отстаивая с пеной у рта преимущества той или иной ОС.

Кто хоть однажды видел чат, посвященный теме «UNIX против Windows», тот не забудет этого никогда! Полемика поражает красноречием ораторов, обилием сленга и всевозможных жаргонизмов, «похлопываниями по плечу» столпов мирового компьютерного бизнеса и множеством обидных уничижительных кличек в адрес ведущих производителей. К сожалению, у нас нет времени раскрыть эту небезынтересную тему полнее. Посему зайдите на подобный чат и испытайте все прелести боксерского поединка. Нам же придется обратиться к более скучным материалам, а именно к цифрам и к прогнозам независимых обозревателей ИТ-рынка и в первую очередь — к данным Gartner Group (GG) и IDC.

Прежде чем перейти к цифрам и прогнозам, мы считаем уместным ознакомить читателей нашего журнала с историей развития основных операционных систем, что, возможно, позволит более глубоко исследовать тенденции, определяющие перспективы роста того или иного направления.

Невозможно рассказать обо всех операционных системах в короткой исторической справке, поэтому мы остановимся на двух ведущих платформах — UNIX и Windows. UNIX появилась задолго до Windows и даже самой компании Microsoft. Начало UNIX датируют шестидесятыми годами и связывают с проектом по созданию операционной системы Multics в недрах компании Bell Labs (AT&T).

В 1969 году Кен Томпсон (сотрудник Bell Labs) написал вторую версию UNIX — многопользовательскую и многозадачную операционную систему. В начале 70-х годов появился язык С, ставший основным инструментом для усовершенствования UNIX. После интеграции языка С в систему новые версии UNIX существенно продвинулись вперед. В течение 70-х годов исходные тексты UNIX распространялись практически свободно, лицензии на использование ОС раздавались по символическим ценам и вскоре UNIX стала весьма популярной в университетах и научно-исследовательских лабораториях. По сути это было начало движения Open Source (ПО с открытым исходным кодом)¹.

Затем, в 1979 году компания АТ&T объявила о планах коммерциализации UNIX, и в это же время появляется разработка Калифорнийского университета г. Беркли — версия UNIX под названием BSD UNIX (Berkeley Software Distributions), коммерческое распространение которой начали компании Sun и DEC. Через некоторое время AT&T и Sun заключили соглашение об объединении этих версий, а позднее компании HP, Sun, SGI и другие разработали собственные разновидности UNIX (HP-UX, Solaris, IRIX…).

На смену периоду Open Source в 80-х годах пришел период закрытого ПО. В 1981 году появилась знаменитая Microsoft, и вскоре операционная система DOS начала свое триумфальное шествие на рынке desktop-систем. Со временем появление графического интерфейса Windows предопределило успех Microsoft на этом рынке². Выход Microsoft на рынок серверных операционных систем начался чуть позднее. В начале 80-х Microsoft и IBM объединили усилия для создания системы, которая заменила бы DOS на платформе Intel, что вылилось в 1983 году в создание OS/2. В то же время Microsoft разрабатывала более мощную операционную систему, способную функционировать на других процессорных платформах и получившую название New Technology Operating System (NT), или OS/2 NT.

В 1990 году Microsoft выпустила версию 3.0 Windows OS, и с этого момента пути Microsoft и IBM разошлись. IBM рассматривала Windows как этап на пути к более совершенной OS/2, а Microsoft решила разрабатывать отличную от OS/2 операционную систему и соответственно изменила ее название с OS/2 NT на Windows NT. Первая версия Windows NT (3.1) была выпущена в 1993 году. Она использовала тот же самый GUI (графический пользовательский интерфейс), но уже тогда это была полностью 32-разрядная OS, где также была предусмотрена возможность работы со старыми приложениями для DOS и Windows.

Однако с развитием закрытого ПО идеи Open Source не умерли окончательно: в 1984 году Ричардом Столлманом был основан проект GNU (GNU’s Not Unix), что по сути привело к созданию бесплатной Linux-подобной операционной системы, но лишь в 1992 году Линус Торвальдс обнародовал ядро разработанной им операционной системы Linux, что послужило толчком ко второму рождению идеи Open Source и росту популярности Linux³. 

К 1997 году Microsoft уже прочно удерживала рынок desktop-машин, а на рынке серверных систем занимала значительную долю, хотя и меньшую, чем совокупная доля различных UNIX-систем. Как видно из рис. 1, в 1997 году ведущее место еще занимала MVS, внедренная IBM еще в 1974-м.

В конце 1999 года Microsoft объявила о передаче финального кода операционных систем Microsoft Windows 2000 Professional, Windows 2000 Server и Windows 2000 Advanced Server для промышленного тиражирования.

Windows 2000 позиционировалась как ОС для поддержки всего спектра вычислительной техники  — от портативных и настольных компьютеров до кластерных систем на серверах класса high-end. И хотя система Windows 2000 сохранила архитектуру ядра практически неизменной, функциональность «вокруг» ядра была значительно расширена. В целом вся система была существенно переработана, устранены многие недостатки и ошибки.

Семейство операционных систем Windows 2000 включало в себя следующие компоненты:

• Windows 2000 Professional (ранее — Windows NT Workstation 5.0);
• Windows 2000 Server (ранее — Windows NT Server 5.0);
• Windows 2000 Advansed Server (ранее — Windows NT Server Enterprise Edition 5.0);
• Windows 2000 Datacenter Server (новый продукт).

В 2000 году появилась Windows Millennium, которая стала развитием направления Windows 9x. Сложилась несколько парадоксальная ситуация с конкуренцией между Windows 2000 и Windows Me. Хотя домашним пользователям рекомендовалось переходить на Windows Me, а корпоративным — на Windows 2000, некоторые пользователи стояли перед выбором между более надежной и производительной Windows 2000 Professional и Windows Me, более адаптированной для домашнего пользователя, в частности под игровые продукты. По существу, Microsoft параллельно развивала два семейства операционных систем — для домашних компьютеров и для корпоративных сетей, что впоследствии было признано дорогим и неэффективным.

В начале декабря прошлого года Microsoft объявила о планах по выпуску бета-версии новой ОС, которая пока имеет рабочее название Whistler и которая, по-видимому, будет означать переход Microsoft к единой технологии операционных систем.

По мере того как Microsoft осуществляла свое победное шествие, UNIX-сообщество тоже не стояло на месте и, по всей видимости, козырной картой UNIX-систем стала Linux, которая, если можно так выразиться, внесла в UNIX унификацию и решила проблему фрагментации UNIX, заключавшуюся в том, что программы одного поставщика не работали на операционной системе другого и поэтому Intel UNIX, за исключением, пожалуй, SCO, оказалась «на задворках». Таким образом, с появлением Linux стандартом UNIX де-факто стала совместимость с Linux. Sun (Solaris), IBM (AIX), SCO (OpenServer и UNIX Ware) и 64-битный проект Monterey — все эти системы стали Linux-совместимыми.

Linux превосходит большинство операционных систем на однопроцессорных машинах Intel нижнего уровня и отлично работает на самых мощных однопроцессорных машинах.

Несмотря на то что профессионалы UNIX с удовольствием используют Linux на своих настольных ПК, большинство конечных пользователей сегодня предпочитают Windows. И все же Linux-сообщество не намерено отказаться от планов отвоевать заметную часть рынка настольных ПК. При этом, конечно, основная борьба между NT- и UNIX-системами происходит именно на рынке серверных операционных систем.

Прогнозы развития операционных систем

В своих прогнозах мы ориентировались на данные независимых аналитических компаний и прежде всего — Gartner Group и IDC. К сожалению, в нашем распоряжении не было полных результатов исследований в виде отчетов, однако в Интернете мы почерпнули достаточное количество документов, и в частности непосредственно на сайтах тех самых компаний, на которые мы ссылаемся.

Как показал наш анализ, данные из различных источников не всегда совпадают. Во-первых (и это вполне естественно), различаются прогнозы на будущее, сделанные в разное время, то есть прогнозы на 2001 год, сделанные в 1999-м и в 2000 году, могут кардинально различаться. Более того, иногда определенные события, такие как канун 2000 года с пресловутой Проблемой 2000 или объявление новой технологии, могут существенно менять прогнозы и в рамках более короткого периода. Во-вторых, различные отчеты (насколько это видно по публикуемым данным) используют разные данные об объеме рынка. К сожалению, никто не приводит все отчеты «к единому знаменателю», отчего и могут возникать подобные различия. Так, если авторы одного отчета включали в стоимость поставки серверов стоимость вспомогательного оборудования (дополнительных накопителей памяти и т.д.), а в другом это не учитывалось — то оценки уже могут расходиться на 10-15%. Поэтому, как показывает наш опыт, сравнивать размеры некоторого сегмента рынка в разные годы по разным отчетам и строить на их основе прогнозы практически бессмысленно. Эти рассуждения мы приводим здесь для того, чтобы читателей не смущали противоречия в данных, почерпнутых из различных аналитических источников, которые мы будем цитировать ниже. Несмотря на отмеченные проблемы, нам тем не менее удалось собрать необходимое количество информации от разных аналитических компаний, чтобы иметь статистически значимые материалы, позволяющие сделать выводы об основных тенденциях на рынке операционных систем.

Для иллюстрации вышесказанного достаточно взглянуть на рис. 2, 3, 4, которые отражают прогнозы развития рынка серверов, сделанные различными аналитиками в разное время. Как видно из рисунков, различаются не только прогнозы на будущее, но и данные о состоянии рынка в прошлом. В частности, рынок в 1998 году на рис. 2 составляет около 55 млрд. долл., на рис. 3 — около 47 млрд. долл., а на рис. 4 — около 63 млрд. долл., хотя все эти оценки публиковались уже после 1998 года.

На рис. 5 приведены прогнозы GG, сделанные в 1998 году. Хотя эти предположения о развитии рынка после 2000 года не совпадают с прогнозами, сделанными в прошлом году (и это вполне понятно), они позволяют проследить, как менялись прогнозы, и понять причину этих изменений. Кроме того, рис. 5 дает возможность провести весьма интересный анализ применимости операционных систем по решаемым задачам, которые, естественно, не утратили своей достоверности за период с 1997-го по 1999 год.

Несмотря на различия графиков, представленных на рис. 2, 3, 4, здесь просматриваются общие тенденции. Прежде чем комментировать эти графики, следует обратиться еще к одному документу (наиболее свежему из тех, которые были в нашем распоряжении), то есть к выдержкам из отчета Gartner Group 2000 года по поводу перспектив развития операционных систем⁴. 

В частности, в данном документе приводятся следующие прогнозы. Аналитики GG прогнозируют, что распространение Linux будет идти все более высокими темпами, и в первую очередь в тех секторах, где она наиболее сильна, а со временем по мере масштабирования операционная система Linux будет выходить на рынок масштаба предприятия. Аналитики свидетельствуют об изменении собственных оценок темпов роста Linux-серверов в период 2003-2004 годов по сравнению с прошлогодними. Они увеличили указанные цифры на 25%, ориентируясь на данные об инвестировании компаний в этот бизнес, а также на прогнозы и обязательства поставщиков операционной системы. Далее в документе делается важный вывод: «Оборот по отгрузкам (shipped revenue) Linux в 2005 году приблизится к 20% от дохода UNIX и составит 17% от такового по операционной системе Windows».

Далее в документе сообщается, что, несмотря на резкий рывок внедрений Linux, данная операционная система пока не сможет преодолеть противостояние ряда более «зрелых» и известных ОС, которые продолжают развиваться на основе серьезных научно-исследовательских ресурсов Microsoft, Sun Microsystems, HP и IBM. При этом рынок Windows 2000 будет активно расти за счет замещения NT v.4, а количество отгрузок практически удвоится за период 2001-2004 годов. Конечно, Linux в значительной мере получила толчок в своем распространении по той причине, что продукт компании Microsoft является платным (на этом строился имидж и рекламная кампания Linux). Однако, как предполагают аналитики Gartner Group, данное преимущество постепенно «исчезнет» и к 2002 году Linux-сообщество будет вынуждено сменить акценты и сделать упор не на бесплатность, а на широкое признание и распространение системы.

Аналитики GG также предсказывают усиление UNIX-консолидации. По мере того как все большее количество пользователей станут вносить усовершенствования в систему, будет снижаться TSO (Total Cost of Ownership) и сокращаться количество разновидностей UNIX-систем.

Все указанные процессы будут происходить на фоне роста на рынке конкуренции среди основных игроков, однако при этом системы специального назначения сохранят свои рыночные ниши с высокой долей прибыли. Здесь речь идет прежде всего о секторе непрерывных вычислений и области создания хранилищ данных (Compaq Computer’s NonStop, Stratus Computer’s Continuum, NCR’s Teradata). Ежегодный совокупный рост серверов под UNIX на уровне 3,1% проходит одновременно со смещением равновесия в сторону модульных систем, серверов низкого уровня, включая рост объема IA-64-процессоров в NUMA-архитектурах.

Будет также расти доля использования Linux-серверов в приложениях электронной коммерции, Web-порталов, Intranet/Extranet-решениях, системах сервис-провайдеров и Интернет-провайдеров. Возрастающая необходимость в увеличении емкости систем хранения информации в приложениях B2B и B2С будет способствовать росту удельной стоимости систем хранения информации в общей стоимости конфигурации системы. Отношение стоимости систем хранения данных к процессорной стоимости будет составлять от 40 до 75% в зависимости от конфигурации.

По свидетельству аналитиков GG, в своих прогнозах по определению доли рынка UNIX-систем они основывались на следующих фактах:

1. Переход IBM к Monterey, и новая рекламная кампания по изменению толкования торговых марок (медленный рост Monterey на фоне постепенного падения доли AIX).
2. Агрессивная ценовая политика со стороны Sun.
3. Переход Hewlett-Packard с PA-RISC на IA-64.
4. Консолидация UNIX на фоне уменьшения количества разновидностей UNIX и снижения поставок ряда не-UNIX-систем (таких, как NCR MP-RAS, DG/UX, SGI Irix, Novell NetWare, Siemens Reliant, SCO UnixWare, HP MPE/iX, Stratus VOS).
5. Оборот по системам AS/400 и S/390 будет продолжать медленно снижаться вплоть до 2005 года (как и предсказывалось в более ранних прогнозах Gartner Group); при этом обе указанные системы останутся жизнеспособными решениями и выгодными вложениями на протяжении ближайших пяти лет.
6. Преимущества в производительности серверов на базе RISC-процессоров по сравнению с серверами на базе Intel-процессоров будут снижаться на 20-30% ежегодно, при этом ведущими в области RISC-технологий будут Sun’s SPARC, IBM’s Power и отчасти Compaq Alpha.
7. Применение серверов будет расти значительно более высокими темпами, чем предполагалось ранее в секторе серверов общего профиля, причем доля Linux-серверов в данных поставках возрастет до 25%.

Отсюда следует важный вывод о том, что вместе взятые преимущества UNIX в области высокопроизводительных (high-end) серверов и сильные стороны Linux на серверах нижнего уровня будут эффективно нейтрализовать внедрения на предприятиях, в результате чего к 2005 году доли Windows и Unix/Linux будут примерно одинаковыми.

Последние данные позволяют понять причины изменения прогнозов о структуре рынка серверов по операционным системам к 2005 году. Опираясь на графики более ранних отчетов (см. рис. 3, 4, 5), построить кривые роста доли оборота по системам UNIX, NT и Linux, которые соответствуют современным прогнозам. Основной вывод заключается в том, что если полтора-два года назад аналитики GG предсказывали сокращение рынка UNIX и ее постепенное вытеснение машинами на базе NT, то теперь говорится о стабилизации доли машин на базе UNIX и даже о некотором незначительном росте этого сегмента, при стремительном росте Linux (рис. 5 и 6).

Интересно также привести данные компании IDC о перспективах развития основных операционных систем на рынке технических серверов и рабочих станций (рис. 8).

Следует обратить внимание читателей на тот факт, что на рис. 8 кривая изменения доли рабочих станций, работающих под UNIX, подразумевает долю UNIX без учета Linux, в отличие от рис. 6 и 7, где UNIX включает Linux.

Как следует рис. 8, доля технических рабочих станций, работающих под управлением операционной системы Linux, растет самыми быстрыми темпами — на уровне 48% в год. Однако при столь высоких темпах роста удельный вес этой операционной системы пока не так велик. Доля рабочих станций под NT доминирует на рынке, но растет более скромными темпами (на уровне около 15% в год), при этом не-Linux’овые UNIX-системы теряют свои позиции.

Как видно из рис. 9, картина на рынке технических серверов отличается от ситуации на рынке серверов всех типов. Основное различие состоит в том, что доля UNIX-приложений в сложных математических расчетах и особенно на рынке высокопроизводительных вычислений (High performance computing) будет продолжать расти, хотя при этом доля технических серверов пока невелика (около четверти от общего рынка, серверов работающих под UNIX).

Количество технических Linux-серверов, по прогнозам IDC, в 2003 году превысит долю рынка, занимаемую техническими серверами, работающими под NT.

На наш взгляд, в этой статье уместно также привести данные о серверной стратегии компании IBM, которая занимает на этом рынке лидирующие позиции (рис. 10).

В своем отчете о серверной стратегии IBM (октябрь 2000 года) компания IDC отмечает, что IBM предлагает средства разработки для создания Linux-приложений для всех своих платформ. IBM также открывает 10 центров по портированию Linux во всем мире и обещает опубликовать исходные тексты Linux-приложений. В чем причина столь широкого жеста по отношению к открытым системам?

Посредством унификации своей серверной линии, стандартизации систем поддержки и создания выгодных цен IBM надеется заполучить новых клиентов, появляющихся по мере расширения рынка электронной коммерции, которые в противном случае отойдут конкурентам — Dell, Compaq, Hewlett-Packard или Sun. Факт поддержки Linux-систем со стороны IBM свидетельствует о том, что многие приложения будут написаны и портированы под Linux достаточно быстро.

В будущем Linux, по всей видимости, возьмет на себя часть задач (насколько это окажется ей под силу), которые выполнялись под управлением zOS и AIX в сложных задачах уровня предприятия, а также тех задач, которые являются критичными с точки зрения надежности. Но уже сейчас можно отметить, что Linux набирает темпы в решении задач по организации файловых серверов, серверов печати и Web-серверов.

То, насколько глубоко Linux сможет внедриться в других секторах рынка, зависит от поведения ISV- и IT-менеджеров, а также от поддержки со стороны сообщества сторонников политики открытого кода.

Следует напомнить читателям, что определяя стратегию на рынке электронного бизнеса, IBM предложила унифицировать свою серверную линию, которая на сегодняшний день выглядит следующим образом:

• S/390 (Freeway) стала называться zSeries;
• AS/400  — iSeries 400;
• RS/6000 — pSeries;
• Netfinity — xSeries.

Netfinity остается значимым направлением для IBM. Сейчас S/390 страдает по целому ряду причин: снижения цен, переноса приложений на UNIX, недостатка новых ниш для продаж. Однако RS/6000 достаточно устойчива; довольно успешна также система среднего уровня S80, которая успешно продвигалась в конце 1999 года. AS/400 развивается слабее: нагрузки на нее сокращаются в связи с переносом ряда приложений электронной коммерции на платформу UNIX.

Выводы

• NT (Windows 2K) будет развиваться быстрыми темпами, однако не так интенсивно, как предсказывали аналитики GG год-два года назад. Последние данные свидетельствуют о том, что преимущества UNIX в области высокопроизводительных серверов и Linux — на серверах нижнего уровня будут эффективно нейтрализовать внедрения Windows на предприятиях, так что к 2005 году доли Windows и UNIX, включая Linux, будут примерно равными.
• Рынок Windows 2000 будет резко возрастать за счет замещения NT v.4.  
• Linux набирает темпы в решении задач по организации файловых серверов, серверов печати и Web-серверов.
• Доля технических рабочих станций, работающих под управлением Linux, растет самыми быстрыми темпами — 48% в год.
• Операционной системе Linux будут противостоять более известные ОС Microsoft, Sun Microsystems, Hewlett-Packard и IBM.
• Linux будет торопить «кончину» слабых OS — OS/2, NetWare, старых версий NT, SCO OpenServer и UnixWare, SGI Irix и других недоминирующих ОС, используемых в разных приложениях «по наследству». Hewlett-Packard, Sun, IBM и Compaq будут сражаться за долю UNIX-рынка и за доминирование на этом рынке, который не будет расти и, возможно, даже будет несколько сокращаться. Перед Linux открывается широкая перспектива, однако выход ее на уровень системы предприятия потребует значительных усилий.
• По-видимому, убедительность аргумента в пользу Linux, который заключается в низком TSO (The total-cost-of-ownership), будет падать, поскольку производители UNIX-платформ, такие как IBM и Sun, уже сегодня предлагают UNIX ОС практически бесплатно.
• В секторе делового софта темпы продвижения Linux пока будут ограничены. В частности, если говорить о российском рынке, то пока, например, не будет «1С» и других бухгалтерских продуктов под UNIX-Linux, корпоративный сектор будет оставаться под управлением Windows, а это — очень большой сегмент рынка.

КомпьютерПресс 1'2001