AIX 系统介绍

       AIX 全名为（Advanced Interactive Executive），它是IBM 公司的UNIX操作系统， 整个系统的设计从网络、主机硬件系统，到操作系统完全遵守开放系统的原则。是真正的第二代UNIX，具有性能卓越、易于使用、扩充性强、适合企业关键应用等众多特点。

 

一.  AIX 简介

　　IBM公司在1987年即有了AIX的雏形，于1993年推出RS/6000机型后，正式发布了AIX 3.2.5版本，之后又相继推出了AIX 4.1、AIX 4.2、AIX 4.3.3、AIX5L，2007 年发布了 AIX 6 操作系统,  2010 下半年推出了AIX 7.

       RS/6000 采用IBM 的UNIX操作系统-AIX作为其操作系统。这是一个目前操作系统界最成功，应用领域最广，最开放的第二代的UNIX系统。它特别适合于做关键数据处理（CRITICAL）。

 

       在AIX 6名称中已经去掉了“L”。这并不代表 AIX 6 已经取消了对 Linux 的支持。相反，由于对 Linux 的兼容支持已经彻底融入 AIX 6，并且 Linux 操作系统也已经完全支持在 IBM POWER 平台上运行，因此 AIX 的名称上已经不再需要加上“L”来突出 Linux 支持。

　　AIX全面符合X/OpenXPG4、UNIX98、SPEC 1170、CORBA、OpenDoc、IEEE POSIX1003.1-1996(1003.1C)等工业标准，支持300种以上的IBM软件和超过13000家独立软件厂商的软件产品。

      

       AIX 系统只能在IBM 的小型机上才能运行。 一般的服务器只能运行windows 和Linux 系统。IBM 有自己的服务器也有小型机， 这两者区别在CPU上。 一般的服务器，都是至强（Xeon）CPU。 而IBM小型机用的是POWER 系类的CPU。

       IBM 与1990年发布了POWER 1 CPU，2004年发布了POWER 5 CPU. 2010年发布了POWER 7 CPU。

 

       在网上搜了一下IBM 小型机的价格：

              IBM P6 550，POWER6 , 25万.

              IBM P5 520Q, POWER 5+ ，92万.

              还有一款待上市的IBM Power 770， POWER 7.

 

       一般的服务器3万左右就可以买到。 相比而言IBM 小型机的价格翻了N倍。 也只有那些实力雄厚的公司才会用的起IBM 小型机。

 

 

1.1  AIX 遵循的国际标准：
       （1）IEEE POSIX1004.1－1990
       （2）X/OPEN 移植指南ISSUE3的基本级（XPG3）
       （3）AES/OS REVISION A （OSF/1 LEVEL 2 资格）
       （4）FIPS 151－1
       （5）AIX的编译器： XLC、C++(可选)、FORTRAN(可选)、PASCAL(可选)、COBOL(可选)
       （6） ADA 的编译器已达到XPG3“成员”级的认可。
       （7）AIX 支持多用户、多任务。

 

1.2  AIX有一些其它特性包括：

       （1）AIX 提供了3 种SHELL：SYSTEM V的KORN、BOURNE SHELL和4.3BSDC  SHELL作为可选择的UNIX系统界面；

       （2）安全设施满足TCB （Trusted Computing Base）的C2级；

       （3）实时处理能力，这对于“面向交易”的应用至关重要（如零售业 和银行等），它使RS/6000 获得极高的响应和吞吐量；

       （4）虚拟存储管理，当需要时，可将一些不常用的模块转送至外存，提高内存的可利用性。

       （5）先进的文件系统，使得系统管理更加有效，并提高了数据可靠性以及完整性。

       （6）能兼容DOS 应用程序和数据。
       （7）InfoExplorer，快速信息超文本索引系统,不仅包括文字，而且对包含声音、图像的索引系统，这是个联机的文件接口。包括全部的超文本的索引和查找，以及面向任务和坐标的多重导引和索引系统。 这个文字及图形索引系统以一个灵活的、基于任务的方式去使用详细资料及培训资料。

    （8）高级系统管理工具（SMIT，System Management Interface Tool）。提供一级菜单驱动程序，诸如完成软件的安装与设置、设备的设置及管理、问题的测定、存贮管理等。可以自动地进行I/O 设备设置，ASCII 终端也可充当系统控制台。在LAN 上可以进行远程系统的安装。

 

1.3  AIX系统结构：

       Applications --> Shell --> Kernel --> Hardware

 

1.4  AIX特点：

   （1）先进内核。

   （2）基于众多工业标准.

   （3）强大通讯能力。

 

1.5  AIX的几项重要技术：
   （1）SMIT ( system management interface tool ) 系统界面管理工具。

   （2）LVM  ( logic volume manager ) 逻辑卷管理器。

   （3）JFS  ( journal file system ) 日志文件系统。

 

1.6  AIX系统启动过程：

       3种启动模式：Normal (多用户), Service(维护模式), Secure(系统不启动)

 

   （1）ROM 只读存储器，初始化/自检。

   （2）boot loaded  装载引导块(IPL)。

   （3）AIX kernel 内核，文件系统设备配置数据。

   （4）/etc/init ( /etc/inittab ，系统初始化程序引导。

   （5）getty。

   （6）login ( /etc/passwd, /etc/security/passwd )。

   （7）ksh ( $HOME/.profile )。

 

1.7  AIX Kernel 包括：

  （1）多任务处理，多用户。

  （2）I/O设备的接口。

  （3）管理磁盘上的文件。

  （4）C语言环境。

 

1.8  AIX文件系统：

      /home /usr /etc /bin /dev /tmp /var 

 

1.9  AIX存储的组成部分：

   （1）文件
   （2）目录
   （3）文件系统
   （4）逻辑卷
   （5）物理存储
   （6）逻辑存储
   （7）逻辑卷的管理

 

 

 

二.  AIX 功能说明

       AIX在技术上具有许多超越传统UNIX的功能，包括：

　　（1）模块化内核

　　（2）动态调整内核

　　（3）多线程内核(Multi-Threading Kernel)

　　（4）高效率的输入/输出

　　（5）实时处理

　　（6）安全性能

　　（7）日志文件系统

　　（8）存储管理〔包括镜像技术、条块化技术)

　　（9）系统管理

　　（10）在线帮助查询

 

2.1 模块化内核

　　所谓模块化内核，即指内核程序按照功能划分为模块。操作系统的内核本身也是一个可执行程序，用于处理底层的通讯程序、驱动程序、设备状态等任务，而这些底层功能经常有可能发生改变，这些改变需要对内核进行重新编译并在系统重启动后才生效。所以，非模块化操作系统的内核修改通常包括如下步骤：设定设备或参数、重新编译内核、用户退出、系统重新启动，从而按照新配置运行。

　　AIX操作系统提供了“模块化内核”。在改变系统功能配置时，改变的部分只需在相应模块中进行重新编译，系统设备及参数的修改可以马上执行、马上生效，用户不必退出，系统不需关机。所以采用模块化内核设计的AIX，用户的工作不会被中断，操作系统设备及参数修改工作能够迅速完成。

 

2.2 动态调整内核

　　操作系统内部结构及需调整的系统参数十分复杂，涉及到共享内存程序段、每个系统可打开的文件数、每个用户可用的进程数、I/O缓冲区大小、用户参数设定等方面。

　　传统操作系统中，对这些系统参数的设定需要专家级的经验和技术，而且每做一次设定，需要重新编译内核并以新内核重启动系统后才生效，要使新内核生效必须包括：设定参数、编译内核、用户退出、系统关机、系统开机五个步骤。

　　AIX操作系统提供动态调整核心功能，绝大多数的系统参数由操作系统自动执行“自我调整”(self-tuning)，以保证操作系统永远处于“最佳性能”状态。即使对于用户设定的系统设备参数，AIX的核心是可动态绑定的(dynamic binding)，使之能够动态加载任何设备模块，对核心进行动态扩展，做到马上修改，马上执行，用户不须退出，更不用重新启动系统。

 

2.3 多线程内核

　　多线程内核(Multi-Threading Kernel)即指不只是应用程序，连操作系统的核心程序也可在多CPU中分散同时执行。多线程技术能够让应用程序可以真正分享多CPU的能力，实现并行运算。若没有多线程内核，核心的并行运算还局限在进程级别，而不同进程之间通讯机制比较线程之间要复杂许多，导致操作系统的运行效率也会低许多，所以只有多线程内核才能把对称多处理机(SMP)的并行处理性能发挥到最佳的地步。

 

2.4高效率的输入/输出

       AIX的输入输出设计采用内存直接映射(Memory Mapping)技术，硬盘数据直接载入内存，相当于在内存中有硬盘的映射区间。相比较传统的“核心缓冲区”，它的优势在于：

　　（1）由硬件装置来完成映射功能，节省CPU运算时间。

　　（2）硬盘和内存构成单层存储空间(Single Level Storage)。

　　（3）为建立映射调入数据时，采用虚拟输入/输出缓冲区以提高吞吐量，缓冲区空间大小可动态调整。

　　（4）应用程序可透明使用该技术，而不需另行修改。

       根据统计，与传统的缓冲区相比，内存直接映射使系统性能增加25%，同时减少内存需求。

 

2.5 实时处理运算

　　传统的UNIX采用时间片分片的方式工作，对于交易处理、流程监控系统、军事、工业制造控制等实时性要求高的应用类型往往力不从心。

　　AIX中是通过实施抢占式中断(Pre-emption)来改善传统UNIX的缺陷，所谓抢占式中断，即优先权较高的程序可以直接获得CPU的执行权，不需等到目前正在执行程序的时间片完全结束后才执行。为了达到这个目的，AIX中不但提供优先权设定功能，而且通过纳秒级的分片计时器实现精确中断。

　　抢占式中断的实施，使系统中不会有缓慢的低效率运算，用户生产力大大提高，实现真正的实时计算。

 

2.6 日志文件系统

　　传统的UNIX中，为了提高效率，对文件的读写总是调入内存操作，每隔一定的时间再把内存中的数据同步到磁盘上，这种设计存在如下副作用：

　　（1）容易造成内存与磁盘上数据的不一致而破坏文件档案，可靠度较低。

　　（2）系统异常Down机，重新启动时需要修复文件系统，速度缓慢。

　  

       为了在提高效率的同时尽可能的避免这些副作用，AIX在传统UNIX文件系统设计基础上，引入日志文件系统的概念(Journaled File System)-JFS，即在访问文件系统时，对文件所做的读写操作同步记录在专门的关联式数据库中。这种设计的优点在于：

　　（1）保证文件系统的一致性。

　　（2）异常Down机后重新启动时，能够快速回退到正常状态下，不用执行冗长的文件系统检查。

 

2.7 存储管理

　　传统UNIX中，对于文件系统的管理存在如下局限性：

　　（1）文件系统分配需要使用硬盘上的连续空间。

　　（2）想增加文件系统大小时，要先备份数据，重建文件系统，再恢复数据。

　　（3）如果想增加根文件系统的空间，有时甚至需要重新安装系统。

　　（4）文件系统无法跨越硬盘，大小受限于硬盘容量。

　　

       AIX对UNIX的最大改进在于存储管理上，这种技术被称为逻辑卷管理(Logical Volume Manager)，它与传统的存储管理方式有很大的区别，主要表现在：

　　（1）硬盘空间分配弹性化，允许非连续、跨硬盘地分配空间。

　　（2）允许文件系统的动态扩充，以及物理位置的重新分配。

　　（3）可以为一个存储块提供多份拷贝，即RAID1技术——镜像功能。

　　（4）RAID0技术，即文件条块化放置(Striping)功能，提高存取性能。

　　（5）最大文件大小：2GB(AIX4.1)

　　（6）最大文件系统大小：256GB(AIX4.1)

　　

       逻辑卷管理是IBM领先业界的技术。它最大限度地避免中断用户工作，提供了较大的文件和文件系统，同时在操作系统级别提供RAID磁盘技术.增强了系统性能和可靠度。

 

2.7.1 镜像

　　AIX提供操作系统级别的镜像(Mirroring)功能，即可以为一个存储块提供多份拷贝。该功能包含在逻辑卷管理中，它具有以下特点：

　　（1）支持2-3份拷贝的镜像。

　　（2）可选顺序(Sequential)和并行(Parallel)两种存取方式。

　　（3）读数据时可从先找到的拷贝处读取，加快访问速度。

　　镜像功能在数据损坏时.能够从备份中(最多有3份)自动恢复，增强系统的可靠性。

 

2.7.2 条块化

　　AIX提供操作系统级别的RAID0——条块化功能(Striping)，即允许多个硬盘横向划分成条块，文件按顺序分割放置在逻辑的条块上这样做允许多个硬盘上的数据块并发操作，提高系统性能(尤其是顺序型的数据输入/输出)。

 

2.8 安全性能

　　AIX 4.3.0经ITSEC(European Information Technology Security Evaluation Criteria)认证符合E3/F-C2安全级别。AIX4.3.1经TCSEC(U.S. Trusted Computer Security Evaluation Criteria)认证符合C2安全级别，同时获得ICSA(International Computer Security Association)虚拟私有网(VPN)证书。安装布尔集团B1/EST-X V2.0.1的AIX4.3.1 符合EAL4/F-B1安全级别。

 

2.9 系统管理

　　UNIX被称为技术专家的操作系统，它的日常管理包括：打印机、终端及其他设备、备份/恢复、用户及安全管理、软件安装与维护、通讯应用程序系统等方面。

　　在传统的UNIX中进行日常系统管理，对使用者有不少困难：

　　（1）使用带有复杂参数的命令。

　　（2）系统的配置分散在不同的配置文件中，有时需要手动编辑。

　　（3）需要熟悉系统管理的专业人员。

　　

       AIX对系统的管理方法做很大改进。首先是系统的配置信息统一放在ODM数据库中。

　　（1）系统管理界面工具(SMIT)

　　（2）统一的管理界面。

　　（3）菜单式选择。

　　（4）在线帮助。

　　（5）覆盖系统管理的绝大多数功能。

　　（6）允许对菜单功能进行扩充或裁剪。

　　（7）DSMIT软件包，提供分布式异构平台上的系统管理工具。

　　（8）系统命令(与其他UNIX兼容)

　　所以AIX的系统管理不需要专业人员，系统管理者不必记忆复杂的命令。可以关注于管理工作，提高了管理效率。

 

2.10 在线帮助

　　新的AIX操作系统提供Docsearch功能，支持使用WEB浏览器，在线查询和浏览系统文档以获取帮助。它具有以下特点：

　　（1）支持WEB 浏览器操作的全部功能。

　　（2）支持按关键字查询检索。

　　（3）保留文本(man)界面，兼容传统UNIX。

 

 

小结：

       AIX 包含了许多IBM 大型机传统受欢迎的特征，如系统完整性，系统可管理性和系统可用性。在 AIX  操作系统上，有许多的数据库和开发工具，用户除了选用已有的应用软件外，还可以根据各自的需要进行开发。 此外，在AIX 之上，有一组功能强，使用方便的系统管理工具。对于异种平台互存，互操作有很成熟的解决方案。

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