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Windows Server 2003开发历程揭密
作者/Paul Thurrott译者/蒋世滨
本文节选自《Windows & .NET Magazine国际中文版》
Mark Lucovsky、David Thompson，微软Windows Server开发梦之队的资深成员，见证了十五年微软Windows Server艰辛而辉煌的历程：NT团队组建，抛弃IBM的OS/2，与Intel的紧密结合，NT三度更名称雄天下，充满传奇色彩的Windows Server 2003开发。本文将向您全方位展示这些鲜为人知的Windows Server故事。
最近，我与Janet Robbins和Mike Otey一起游览了微软公司，我们有幸面见了在Windows历史中最著名的两个人物：Mark Lucovsky和David Thompson。在Windows NT的早期，Lucovsky和Thompson在这个重要软件项目的开发中扮演着关键角色。Mark Lucovsky是著名的工程师，也是Windows Server的设计师，他与DEC公司的前雇员、NT设计师Dave Cutler一起加入微软公司。他非凡的能力首先体现在如何使NT中数百成千的组件协同工作在一起。对技术的敏锐嗅觉，以及为将NT从基于OS/2的系统转变成运行32位Windows程序的系统所做的早期努力，使Lucovsky声名远扬。David Thompson是Windows服务器事业部副总裁，他于1990年加入微软，他当时领导一个LAN Manager项目的高级开发组，后来又加入了NT团队，Thompson指导NT网络子系统的开发，确保该产品可以与其他非微软产品协同工作。
微软组建NT梦之队
“起初，我们将NT的运行目标定位于Intel i860 (代码号为N-Ten)，一个令人生厌的RISC处理器。由于我们没有一台i860机器，我们不得不使用i860模拟器。这就是我们称之为NT的原因，因为它工作在‘N-Ten’上”
——Mark Lucovsky
微软著名工程师、Windows Server设计师
“我们在1988年11月作为一个小组一起到来。”Lucovsky告诉我们，并强调NT团队的第一个任务是获取一台开发机器，后来是25MHz的386 PC机，具有110 MB硬盘和13 MB内存。“它们价高质次。”他笑着说。在头两周里，除了用Word编写原始设计文档外，没有什么重大的开发活动。
最后，到了开始写代码的时候了。“大约在1988年12月中旬，我们核查了最初的代码，”Lucovsky说道，“到1989年1月份时，它只具有一个在Intel i860模拟器上引导的非常基本的系统。”实际上，这是NT名称的真正来由，据Lucovsky透露，“New Technology”这个说法是在该产品取得市场成功后加上去的。“起初，我们将NT的运行目标定位于Intel i860 (代码号为N-Ten)，一个令人生厌的RISC处理器。由于我们没有一台i860机器，我们不得不使用i860模拟器。这就是我们称之为NT的原因，因为它工作在‘N-Ten’上。”
1989年4月，新指定的NT团队有了在模拟器上运行的基本系统内核。“我们5个来自DEC的家伙和来自微软的Steve Wood一起开始工作，”Lucovsky说，“我们这个小组保持了很长时间，经过一个夏季，我们开始考虑：创建一个操作系统究竟有多难？我们制定了一个用18个月完成NT的计划。但是我们忘记了一些重要的因素，比如用户模式、网络等等。”
1989年之后，NT小组开始扩充。他们增加了正式的网络团队，和一个扩充的独立安全性团队，他们先前负责文件系统和本地化开发。“在第一年中我们增加到50个人，”Lucovsky说，“在这一年中，我们最终得到了第一台i860原型机，因此我们可以替换模拟器。我们开始查看上下文切换次数，试图找到一个方法让它工作得更好。我们几乎立即就发现i860将永远无法工作。因此，我们开始着眼于MIPS体系，另一种RISC设计。”
1989年12月，NT团队决定放弃i860并用MIPS R3000芯片替换。“我们在真实硬件上无休止地引导NT，这样持续了两三个月，”Lucovsky告诉我们，“当我们移植到MIPS上之后，我们得到了回报，我们将NT设计为可方便移植的，它几乎立即就开始工作了。这种改变没有带来太多的痛苦。”
从这时起，NT团队迅速扩大，来自微软不同阵营的人现在都加入进来。当一种使用图形的新风格被创立后，图形团队迅速增长。他们也开始将NT转向当时的主流PC处理器Intel i386，Lucovsky解释了他们最初没有定位到i386的原因。“我们暂时避开386是为了避免局限于该体系，我们不想采用一个不可移植的构想。”他说如果在一开始就定位于Intel系列芯片，则他们在早期就可以有一个较高性能的系统，但是那样就会长久地伤害NT，并且将很难跟上新体系结构的发展，比如最近基于64位Itanium芯片的Windows Server 2003。
NT变成Windows NT
“我们的核心体系非常坚固，所以我们才能使NT从适应1990年的386-25，一直发展到今天适应嵌入式设备、64路64位多处理器的机器和以1000美元为单位的刀片式服务器。”
——David Thompson
微软副总裁、Windows Server产品组
“在1990年的春天，我们的MIPS版本继续曲折前进，同时我们开始狂热地开发386的版本，”Lucovs说道，“这是另一个巨大突破。”那一年5月，微软发布了Windows 3.0，立即受到了全世界的关注。Windows由于其基于PC的图形功能而取得了非凡的成功。“我们开始研究Windows 3.0并且自问‘如果用32位的Windows版本替换OS/2将会怎样呢？’”Lucovsky又甩出一个更深层次的问题：“Steve Wood、Scott Ludwig、一个图形工程师组的人以及我本人，我们4个家伙研究了16位的Windows API，并研究如何将其延伸到32位。我们花了一个月完成了一半的API集合，然后把它交给100位设计评估者，看看他们的想法。”
新的API最终命名为Win32，关键的一点是，尽管它是一个新的API，但是它看上去和运行起来都与16位Windows API相似，这使得开发人员可以很容易地将程序移植到新系统上。“我们使得16位程序可以非常容易地移植到NT上，”Lucovsky说，“并且这些程序将得益于NT的独特功能，比如更大的寻址空间。我们也增加了许多16位版本中所没有的API。我们增加了主流的新功能，使它成为一个完整的操作系统API，但我们使用了Windows程序员所熟悉的风格。”
这在微软内部立即引起了反响。“当他们看到它是如此易用时，立刻就喜欢上了它，”Lucovsky说，“它基于Windows而不是OS/2，它使用了一种完全不同的编程模式。”然而，替换OS/2产品，将NT变成一个32位的Windows版本，带来了新的课题，其中并不完全是技术问题。微软不得不获取ISV和OEM审批，当然也要将这个改变通知IBM。“我们对IBM做了一个ISV预览，足足有20多页，然后我们说：‘看，这就是我们要做的。’开始他们以为Win32不过是OS/2的一个迷人绰号，可是接下来你可以看看他们的脸色：‘等一等，这不是OS/2！’”
对OS/2的抛弃永远地伤害了两家公司的感情。“但是我们执行了审批，并且开始了进程，”Lucovsky说道，“因此我们选择了Win32运行NT，替代了OS/2子系统。”他说，那一刻，这个产品变成了Windows NT。
NT的模块式结构为这个改变提供了便利。“应该感谢我们的微内核体系，它减弱了内核与应用程序环境的关联程度，比如POSIX和Win32。我们不必改变内核，也不必从头开始编程，”Lucovsky告诉我们，“日程计划的内容不必更改，我们在两周的时间里运行命令行应用程序。这时是1990年9月。”
Thompson详细阐述了NT基础的重要性：“我们的核心体系非常坚固，所以我们才能使NT从适应1990年的386-25，一直发展到今天适应嵌入式设备、64路64位多处理器的机器和以1000美元为单位的刀片式服务器。我们可以为其提供全系列的服务。”
1990年9月是Windows NT真正的转折点，同时也是Dave Thompson加入NT团队的时间，他先前领导微软的Lanman for OS/2 3.1高级开发团队。“我们经受了转变，”Thompson告诉我们，“我们的队伍从28人增加到300人。我们有了第一个真正的产品计划。”
NT大事记
1988年10月31日：David Cutler抵达微软
1988年11月：NT项目开始运作
1993年7月27日：Windows NT 3.1发售
1994年9月21日：Windows NT 3.5发售
1995年5月30日：Windows NT 3.51发售
1996年7月31日：Windows NT 4.0发售
2000年2月17日：Windows 2000发售
2001年10月25日：Windows XP发售
2003年4月24日：Windows Server 2003发售
1993年7月，Windows NT的第一个版本Windows NT 3.1发布了，版本号的命名与当时的16位Windows产品一致。那个版本的NT有桌面和服务器两个版本，并使用域形式的分布式安全机制。从那时起，NT团队开始连续地发布产品，所有的开发都基于相同的底层代码。
第二个发布版本Windows NT 3.5(代码名为Daytona)在1994年9月投放市场。“Daytona是一个非常有价值的项目，”Thompson说，“我们把焦点放在尺寸和性能上，放在对3.1的功能进行完善上。Daytona有了显著的改进和增强。”Daytona最初的主题是尺寸、性能、压缩以及Netware兼容性。其中的两个想法具有当时的时代特征：1990年以前，双倍压缩是一个热门话题，因为当时硬盘很昂贵；Netware也是当时占优势的网络操作系统。“我们最终停止了压缩项目，”Thompson说，“但是Netware兼容性部分是具有战略意义的。Novell对NT桌面系统是矛盾的，他们不知道自己是否希望创建一个客户端。我们提供了帮助，但是他们保持混乱，并且……我们做出了自己的。它是一个更好的Netware客户端，被用户使用了几年，尽管最后他们也做了一个。这个客户端使NT桌面系统可以成为Netware的客户端，因为Netware当时是市场上的主流服务器系统。否则我们的NT桌面将卖不出去。”
Daytona也得益于新的编译器技术，它使微软可以压缩代码尺寸，也使NT桌面成为真正的低端系统。“结果是可统计的，”Thompson说。
Windows NT 3.51是配合Power PC发布的，因为它是围绕Power PC设计的，在3.5版本中没有提供对Power PC的支持。由于IBM经常延迟Power PC芯片组的发布，导致了一个孤立的NT发布。“NT 3.51的发布非常不值，”Thompson说，与对Daytona的评价正相反。“Daytona完成后，为了等待IBM完成Power PC，我们大概用了9个月进行错误修正。但是正因为如此，NT 3.51是非常稳固的，我们的客户喜欢它。”NT 3.51最终于1995年5月开始销售。
接下来的Windows NT 4.0，开始采用Shell Update Release(SUR)，这是另一个得益于NT模块化结构的挑战性任务。“我们希望创建一个使用95外壳的桌面，但是它使用NT技术。”Lucovsky告诉我们，“我们最终迁移了Win32 GUI组件，并使其作为进程内驱动。性能是受影响的一个方面，在一个不同的进程中运行这个API会带来问题。因此将代码迁移到作为运行时的相同上下文，将解决大量问题。我们不必为GDI和USER做死锁检测。它是一个重大工作，但它解决了大量令人头疼的问题。”NT 4.0于1996年7月投放市场，它是NT系列产品的一个分水岭。
Windows挤掉NT
接下来的发布中，Windows NT放弃了NT这个名字，成为简单的Windows。Thompson说这个决定来自市场队伍。“一个家伙从Windows市场部调到NT市场部，并且说我们将在所有地方使用Windows这个名字。起初，改变名称令我们所有人都感觉不舒服，因为NT有很好的声誉。但是由于伴随Windows 2000一起推出的可靠性，人们开始谈论究竟Windows 2000比旧的NT要好多少，尽管它们基于相同的体系结构。所以这是一个偶然事件，Windows 2000没有一个代码名是因为Jim Allchin不喜欢。”Thompson说。
自从完成Windows 2000之后，Windows队伍所作的最大决定是在Whistler产品中，分别发布客户端和服务器，即现在的Windows XP和Windows Server 2003。“这使得我们将焦点集中于服务器客户，他们现在更多地要求稳固性，”Thompson告诉我们，“桌面软件将按照PC制造者的销售周期同步发售。这与服务器周期不同。”
David Thompson，微软公司Windows服务器事业部副总裁。1990年加入微软公司，在转入Windows NT项目组之前，领导和负责公司的LAN Manager for OS/2项目。在开发Windows NT期间，Thompson领导的开发团队在NT联网子系统方面作出优异贡献，不仅保证了该产品可以与微软产品协调工作，而且保持了与其他公司产品的兼容性。
Mark Lucovsky，微软公司著名软件工程师和服务器构架设计师。1988年与Dave Cutler一起加入微软公司。他们都是前Digital Equipment Corporation(DEC)公司的杰出软件设计师。Lucovsky凭借在早期将NT从基于OS/2的系统迁移到32位Windows应用程序过程中的杰出贡献和技术敏锐，受到众多工程师的敬佩。
作者/Paul Thurrott译者/蒋世滨
本文节选自《Windows & .NET Magazine国际中文版》
“Windows团队的5000个开发者为Windows Server 2003编写了超过5000万行代码，这是一个艰巨的任务，是已尝试的最大的软件工程任务，没有任何软件项目可与之相比。”
——Mark Lucovsky
NT系列操作系统从Windows NT发展到Windows 2000、XP，到现在的Windows Server 2003，尽管细节部分在戏剧性地改变，但有一个关键元素一直没有改变，这就是build操作。在微软内部，事实上每一天至少有一个Windows产品被编译或生成为可执行代码，开发队伍可以立即对它进行测试。对于Windows Server 2003，这个过程在微软公司的26号大楼中达到了极致，在那里，成排的PC和CD复制机始终处于几个工程师连续监视下。
“回想早年的日子，我们开始只有6个人，”Mark Lucovsky告诉我们，“现在Windows团队有5000个成员，加上额外的5000合作伙伴，生产了超过5000万行的Windows Server 2003代码。让所有人员遵从统一的领导制造代码是一个巨大的任务。生成他们的工作结果，编译并连接为可执行程序或其他组件，最后组成一个Windows的CD，这个过程持续12到13小时，每一天都在进行。这是曾经尝试过的最大的软件工程任务。没有其他软件项目可与之相比。”几乎在每一天，微软编译所有的东西——全部的5000万行代码，“我们始终在改进开发环境。”Lucovsky强调。
“当我们开动机器时，我们编译全部的内容，”他说，“我们必须能够在任何时间点再生这个系统。开发者Check-In代码，我们按下按钮并产生系统。我们应该能够在未来3年内，使用不同的工具、编译器以及脚本再生系统。”
David Thompson详细介绍了这个过程。“关键在于我们整年地生成系统，并从三个方面推进它，”他说，“首先是产品本身，其次是我们设计产品的方法，第三是我们与广大客户的交互途径。产品的进化是完美的，我们现在使用了全新的源码控制(Source code control)系统。我们从已有的技术开始，Mark Lucovsky亲自领导了新系统的开发，我们每天都会生成一个阶段性(Staged)Build，这些阶段性Build将形成最后完整的Build。我们在持续发展的同时维持了稳定性——我们了解我们每天的进度。”
吃掉它：微软端出狗食
“有一天我收到了85个Check-In，那是我们当时可以有的最大数量，现在我们每天可以接收1000个以上，这是一个完全不同的比例，尽管现在白板实际上是电子的——基于Web的。”
——David Thompson
Lucovsky回忆了一些往事，第一个NT原型是在他的办公室里生成的，然后他发出一封邮件告诉NT团队，NT Build准备就绪。于是NT团队的50多个人将“吃掉他们自己的狗食”，在他们自己的系统上测试这个Build并进行压力测试。“我们过去只是围绕这个Build工作并写下我们发现的问题，”Lucovsky说，“这就是为什么它是pre-NT 3.51，现在我们有7个Build实验室。Dave Thompson有自己的Build实验室，覆盖1200个人。主要的Build实验室进行官方Build，它每天进出上千人。贯穿大学的主干服务器自动地将通知传送到各个地点。”
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