第1章 openEuler“四梁八柱”技术体系
为了能够更系统地对openEuler所支撑的服务器、云、嵌入式和边缘全场景应用及其关键技术进行介绍，我们抽象出openEuler的关键技术体系——“四梁八柱”技术体系，如图1-1所示。
图1-1 openEuler“四梁八柱”技术体系
“四梁”代表openEuler所支撑的服务器、云、嵌入式、边缘四个应用场景。
“八柱”代表支撑这四个应用场景的八个共性关键技术体系，包括：
（1）调度编排：抽象和管理硬件资源是操作系统的主要功能之一，对硬件算力资源的分配和管理效率决定了系统的响应速度和吞吐量，通过openEuler调度编排技术体系可以提高系统的性能和效率。openEuler调度编排技术体系包含应用感知调度、融合算力调度等相关技术。
（2）并发协同：随着摩尔定律的逐渐失效，为了满足应用的算力需求，计算机系统集成了越来越多的CPU处理器，由此带来了跨NUMA访存、内存一致性、同步操作、锁扩展等问题，而基于openEuler创新性的并发协同技术体系可以解决这些方面的问题。openEuler的并发协同技术体系，包括无锁用户态协议栈、线程/进程聚合、bcache智能预取、资源池化聚合、一致性共享内存、NUMA感知锁技术。
（3）数据存储：随着存储介质性能的不断提升，介质层在存储栈中的时延开销不断缩减，软件栈的开销已经成为性能的瓶颈。基于openEuler创新性的数据存储体系可以大大降低软件栈的开销，提升存储的性能和效率。openEuler的数据存储体系，包括多元化内存分级管理、用户态高性能存储软件栈、内存冷热识别、kernel-to-user通道加速、内存可靠性分级、PB级内存页表加速技术。
（4）端云协同：作为数字基础设施的openEuler操作系统，与面向万物互联的OpenHarmony（简称“鸿蒙”）智能终端操作系统结合在一起，可以做到能力共享、生态互通，共同打造数字世界全场景的基础软件生态。openEuler的端云协同技术体系，包括分布式软总线、分布式数据、操作系统视窗、一机多域、边云跨域协同技术。
（5）安全可靠：安全性和可靠性是操作系统至关重要的特性，以保护系统免受人为攻击和非人为的故障侵害，避免数据泄露和系统崩溃。基于openEuler创新性的安全可靠技术体系可以保证系统安全和数据安全，为用户和应用提供安全的运行环境。openEuler的安全可靠技术体系，包括安全隔离、完整性保护、全栈国密、入侵检测、故障容错、故障检测/隔离技术。
（6）时延互联：时延互联机制的主要目标是提高网络响应速度，避免网络拥塞和延迟。另外，操作系统同时承载着“七国八制”的工业总线和硬件设备，这些设备对低时延的诉求和网络对低时延的诉求是一致的。基于openEuler创新性的时延互联技术体系可以为应用提供统一的运行环境，并保障各类硬实时业务的周期性指标达成。openEuler的时延互联技术体系，包括确定性临界区、中断线程化、cache多核编排、多操作系统实时通信、资源竞争管理、混合关键性调度技术。
（7）服务智能：操作系统作为一种基础设施，在IT运维中非常重要，特别是在云化场景中，其重要性更加突出。基于openEuler创新性的服务智能技术体系可以实现对操作系统的自动化、智能化部署，实现云上极简运维，提升运维服务的可靠性和效率。openEuler的服务智能技术体系，包括高保真采集、免迁移热升级、内核热补丁、热迁移、用户态热补丁、EasyUp热升级技术。
（8）开发体验：操作系统作是一个通用的平台，对外提供通用的机制和编程接口。基于openEuler创新性的开发体验技术体系，除了提供通用的开发编程接口，还扩展了内核各子系统的可编程能力，构筑了完整的可编程内核底座，满足了业务多样化场景的需求，为用户提供了更好的开发体验。openEuler的开发体验技术体系，包括可编程内核框架、可编程极简调度、可编程功耗感知、多目标优化、自适应I/O、时延分析技术。
“四梁八柱”技术体系构成了openEuler的整体技术沙盘，包含全量的技术规划，到目前为止，其中的绝大部分技术已经实现并在用户现场进行了部署，还有小部分尚在开发或测试中。
在将openEuler应用在电信、金融、政府、安平、电力能源、制造、交通等14大行业的实践过程中，我们发现用户对操作系统的基础性能、确定性时延、云原生、运维、安全、异构等方面有共同的诉求。在此基础上，我们结合openEuler的“四梁八柱”技术体系，提供了openEuler的六大技术方向（如图1-2所示），以满足不同行业应用的诉求。
（1）极致开箱即用：与业界主流操作系统相比，openEuler提供了多种提升性能的开箱即用的技术，给用户带来了极致的用户体验。
（2）确定性低时延：在工业控制、金融核心交易等领域中，openEuler具有极低的确定性低时延，在高频、极速、可靠性等方面表现最佳。
图1-2 行业应用六大技术方向
（3）云原生操作系统底座与智能运维：openEuler通过快速部署、高效运行和资源优化等技术打造云原生操作系统底座，实现资源利用率达到业界领先；通过智能自治的故障快速恢复和系统升级技术实现云上极简运维。
（4）操作系统极致安全：openEuler通过打造国密计算、机密计算等关键技术，支撑各个行业的准入和数据安全。
（5）异构操作系统融合计算：openEuler通过融合算力调度、融合内存管理、资源弹性复用，以及面向SLA的并发控制等技术充分释放异构融合算力。
（6）欧拉鸿蒙结合：提供openEuler+OpenHarmony结合的混合部署、软总线、统一认证等独有的差异化技术。
在接下来的六个章节中，将分别对这六大技术方向进行详细介绍。