硬件服务器，到底是安装Linux操作系统好？还是Windows操作系统好？

来源：网络技术联盟站

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作为网络工程师，但凡你进过机房，肯定见过硬件服务器，现在可能很多工程师没有见过实质的硬件服务器，因为云服务器的兴起，好多人都没有机会见过“幕后”的硬件服务器，但是你要知道，不管是阿里云、腾讯云、华为云，还是国外的谷歌云、亚马逊云等等，所有的云服务器，以及政府、军工、大型企业自建的数据中心，其背后都是硬件服务器在支撑着。

提到服务器，必须要提到服务器的操作系统，那么你知道服务器一般都会使用哪些操作系统吗？

一般就5种：

那其实绝大多数都是以Linux和Windows为主，所以在做出选择的时候，一般也是从这两个选择一个，那么选择的时候有有啥讲究，两者操作系统有啥优缺点，这就是本文瑞哥要带大家讨论的。

让我们直接开始

Windows操作系统

• 开发商： Microsoft Corporation
• 桌面市场份额： Windows操作系统在桌面领域具有显著的市场份额，是最主要的桌面操作系统之一，其中Windows 10是使用率最多的版本。它广泛用于个人计算机和企业桌面环境。
• 服务器版本： Microsoft提供了Windows Server系列，用于服务器和企业级应用。Windows Server 2019是该系列使用率最多的版本，提供了丰富的服务器功能和安全性。
• 特点： Windows操作系统以图形用户界面（GUI）为特点，提供了直观的用户体验。它支持大量的应用程序和软件，尤其是与Microsoft生态系统集成。Windows还有广泛的硬件和驱动程序支持。

Windows 体系结构

1. 用户模式（User Mode）：

用户模式是Windows操作系统中的一个重要部分，它包括各种组件和子系统，使用户能够与操作系统进行交互和运行应用程序。

• 集成子系统（Subsystem）： 集成子系统包括各种进程和服务，如会话管理器、登录进程、任务调度程序、打印后台处理程序服务等。这些进程负责管理用户会话、任务调度和打印作业等。
• 安全子系统（Security Subsystem）： 安全子系统负责管理安全令牌和访问控制，确保只有授权用户可以访问系统资源。
• 环境子系统（Environment Subsystem）： 环境子系统充当用户模式应用程序和操作系统内核之间的接口。其中，最常见的包括Win32子系统（用于运行Windows应用程序）、POSIX子系统（提供Unix兼容性）、OS/2子系统和LINUX的Windows子系统。

2. 内核模式（Kernel Mode）：

内核模式是Windows操作系统中较低层次的部分，它具有对硬件和系统资源的完全访问权限。内核模式在受保护的内存区域中执行操作系统的核心功能。

• 执行层（Executive Layer）： 执行层包括Windows操作系统的核心组件，如内存管理、I/O管理、线程管理、网络、安全和进程管理等。这些组件负责管理系统资源和提供基本服务。
• 微内核（Microkernel）： 微内核位于执行层和硬件抽象层（HAL）之间。它执行多处理器同步、线程调度、中断和异常处理、设备驱动程序初始化等任务，并与进程管理器进行接口通信。
• 内核模式驱动程序（Kernel Mode Drivers）： 这些驱动程序负责与硬件设备交互，以便操作系统可以有效地管理硬件资源。
• 硬件抽象层（HAL）： HAL是操作系统和计算机硬件之间的抽象层，负责控制I/O接口、中断控制器和不同处理器的硬件细节。

Windows操作系统的这两个模式共同工作，使操作系统能够提供广泛的功能，并有效地管理硬件资源。内核模式提供了对底层硬件的访问权，而用户模式则为用户和应用程序提供了友好的界面和环境。这种分层结构有助于提高操作系统的稳定性和安全性。

Windows服务器的优点

1. 图形用户界面（GUI）

Windows服务器提供直观的图形用户界面，适合初学者和那些不熟悉命令行界面的用户。这使得操作和配置服务器变得更加容易。

2. 长期支持

Windows服务器通常提供五年的维护和五年的扩展支持，这意味着你可以获得长期的安全性和功能更新。这对于企业环境中需要长期支持的应用程序非常重要。

3. 第三方应用程序支持

Windows服务器支持各种第三方应用程序，并且与许多微软应用程序（如Microsoft SQL Server、Exchange Server等）兼容。这可以使你轻松集成和使用各种应用程序。

4. 管理和维护便捷

Windows服务器提供强大的方法和自动更新功能，可以减少管理、监控和维护的工作量。自动更新可以确保你的服务器始终保持最新的安全性。

Windows服务器的缺点

1. 许可费用

相对于Linux等开源操作系统，Windows服务器的许可费用较高，这可能会对预算构成一定的压力。许可费用通常是按核心或处理器进行计费的。

2. 安全性问题

与Linux相比，Windows服务器更容易受到恶意软件、网络威胁和其他与安全相关的错误的攻击。这部分是因为Windows在全球范围内广泛使用，成为攻击者的目标。

3. 资源密集

由于其强制性图形用户界面（GUI），Windows服务器在资源方面需要更多。这意味着它通常需要更多的内存和处理能力，以确保平稳运行。

Linux操作系统

• 开发者： Linux内核由Linus Torvalds于1991年创建，Linux操作系统是一组基于Linux内核的类Unix操作系统。它是免费开源软件，由全球社区共同开发和维护。
• 桌面市场份额： Linux桌面市场份额相对较小，但在服务器领域具有广泛应用。Linux通常用于服务器，超级计算机，嵌入式系统以及一些桌面环境，如Ubuntu和Fedora。
• 服务器版本： Linux操作系统在服务器领域非常流行，有许多不同的发行版，如Ubuntu Server，CentOS，Red Hat Enterprise Linux等。这些发行版提供了高度的可定制性和安全性。
• 特点： Linux操作系统以稳定性、安全性和可定制性而闻名。它通常由系统管理员通过命令行界面进行管理和配置，提供了丰富的开源软件和工具。Linux也在虚拟化、云计算和服务器集群中广泛使用。

Linux架构

Linux Shell

1. Shell和系统调用：

• Shell：在Linux中，shell是用户和内核之间的交互界面，充当用户与操作系统内核之间的桥梁。它接收用户的命令和请求，并将这些请求转发给内核以执行相应的操作。Shell负责解释用户的命令，执行系统调用，管理进程和环境，并返回结果给用户。
• 系统调用：系统调用是用户程序与操作系统内核之间的接口，用于请求内核提供各种服务和资源。Linux有大约380个系统调用，其中一些包括启动新进程、文件读写、网络通信、进程管理和其他核心操作。Shell会通过执行适当的系统调用来满足用户的命令。

2. 命令行Shell和图形Shell：

• 命令行Shell：命令行Shell是Linux系统中最基本的shell类型，用户通过命令行界面（终端或控制台）输入文本命令来与系统交互。它包括常见的命令行shell，如Bash（Bourne Again Shell），用于执行系统管理任务、编程、文件操作等。命令行shell提供了高度的控制和自动化能力，适用于系统管理员和开发人员。
• 图形Shell：图形Shell是Linux中的另一种shell类型，也称为桌面环境。它提供了图形用户界面（GUI），用户可以使用鼠标和图形元素（窗口、图标、菜单等）进行操作。常见的图形shell包括GNOME、KDE、Xfce等。图形shell适用于普通用户，使他们更容易上手和使用Linux系统。

Linux发行版

Linux服务器的优点

1. 免费许可费用

Linux操作系统是免费的，这意味着你无需支付额外的许可费用。这对于预算有限的个人用户、初创企业或大型组织来说都是一项重要的优势。

2. 更可靠

Linux通常比Windows更可靠。由于其稳定性和长时间运行能力，它很少受到恶意软件、网络威胁或其他安全问题的困扰。这对于需要高度可用性的应用程序和服务来说非常重要。

3. 低资源消耗

Linux在客户端硬件资源方面要求相对较低。这意味着你可以在相对较旧或有限的硬件上运行Linux，而无需升级或购买更昂贵的硬件。

4. 出色的性能

由于Linux的基础设施要求较低，因此它通常表现出出色的性能。这对于高负载的服务器应用程序和大规模数据处理非常重要。

5. 自定义能力

Linux允许系统管理员自由定制系统。你可以选择不同的Linux发行版、添加或删除软件包、配置内核参数，以满足特定的需求。这种灵活性对于满足特定用例要求的服务器非常有价值。

6. 开源软件支持

Linux服务器与开源软件无缝集成，这意味着你可以充分利用广泛的开源工具和应用程序，无需额外费用。这可以帮助你构建强大的解决方案，同时降低了成本。

7. 协作工作

Linux支持协作工作，而不暴露程序的核心。这允许多个用户同时访问服务器并执行任务，而不会干扰服务器的稳定性。

Linux服务器的缺点

1. 命令行操作

Linux通常通过命令行界面（CLI）进行操作和配置，这对于不熟悉CLI的用户来说可能需要一些学习和经验。尽管有图形用户界面（GUI）可用，但CLI仍然是主要的管理工具。

2. 不是所有版本都有长期支持

不是所有Linux发行版都提供长期支持（Long-Term Support，LTS）。这意味着你可能需要定期升级操作系统，以获取最新的安全补丁和功能更新。

3. 版本迁移可能复杂

从一个主要版本更新到另一个主要版本可能会涉及复杂的迁移过程，尤其是如果你有大量自定义和依赖的软件包。

4. 第三方和专业程序支持

虽然Linux有大量的开源软件可用，但某些专业或特定应用程序可能不支持Linux，或者需要管理员权限才能正常运行。这可能需要一些额外的工作来找到替代方案或克服兼容性问题。

Linux服务器 vs Windows服务器

架构和兼容性比较

• Linux服务器基于Linux内核和Unix架构，具有高度可扩展性和定制性，适用于多任务和多用户环境。它在处理各种编程语言和开源软件方面表现出色。
• Windows服务器使用整体架构，提供了直观的用户界面，适合初学者和用户友好。它与许多Microsoft应用程序和工具兼容，特别适用于需要Microsoft技术栈的应用程序。

性能比较

• Linux服务器通常被认为在性能方面具有优势，特别是在处理大量并发请求和资源消耗较低方面。它的优化文件系统和模块化架构有助于提供出色的性能。
• Windows服务器性能已经显着改进，特别是在处理并发请求时。虽然Linux仍然被认为更快，但Windows服务器已经取得了一些进步。

安全性比较

• Linux服务器通常被认为更安全，因为它是开源的，拥有全球社区的审查和支持。模块化架构和严格的权限控制有助于减少潜在的安全风险。
• Windows服务器在安全性方面有一些挑战，因为它经常成为攻击者的目标。然而，微软在服务器安全方面进行了大量投资，并提供了多种安全功能。

成本比较

• Linux服务器通常更具成本效益，因为Linux操作系统是免费的，无需额外的许可费用。更新和补丁也通常是免费的。
• Windows服务器需要购买许可证，因此初始成本较高。然而，必须考虑长期总拥有成本，包括维护和支持费用。

用户体验比较

• Windows服务器提供直观的图形用户界面，适合初学者和用户友好。用户可以轻松访问许多商业和Microsoft产品。
• Linux服务器通常更适合熟悉命令行界面和定制选项的用户。它适用于那些需要自定义和精细控制的用户。

管理经验

• 如果你或你的团队对Linux有丰富的管理经验，并且熟悉命令行界面，那么Linux可能是一个不错的选择。你可以更灵活地自定义和管理服务器。
• 如果你没有经验，或者寻求更简单的管理体验，Windows服务器可能更适合，因为它提供了直观的图形用户界面和较少的命令行依赖。

具体使用案例

• 考虑你的具体用例和应用程序需求。如果你打算运行开源应用程序、使用PHP、MySQL等技术，或者需要Web服务器和开发环境，Linux可能是更适合的选择。
• 如果你计划使用Microsoft技术栈，例如ASP.NET、Microsoft SQL Server、SharePoint等，或者你需要与Microsoft生态系统集成，那么Windows服务器可能更合适。

结论

在选择在硬件服务器上安装Linux操作系统还是Windows操作系统时，没有一种通用的答案，因为最终的决策应取决于你的具体需求和情况。有时候，最佳解决方案可能是将Linux和Windows结合使用。例如，你可以在一台服务器上运行Linux作为Web服务器，同时在另一台服务器上运行Windows以支持特定的应用程序。

在做出最终决策之前，建议你在实验环境中测试Linux和Windows服务器，以便更好地了解它们在你的应用程序和工作负载下的性能和兼容性。无论你选择Linux还是Windows，虚拟化和容器化技术可以帮助你更好地管理和扩展服务器资源。这可以让你更容易地在同一硬件上运行多个操作系统和应用程序。

记住一句话：无论你选择哪种操作系统，都需要定期更新和监控服务器，以确保安全性和性能。这是保持服务器健康的关键步骤。