Projektet DBOS (DBMS-orienteret operativsystem) er blevet præsenteret, som udvikler et nyt operativsystem til udførelse af skalerbare distribuerede applikationer. En særlig funktion ved projektet er brugen af DBMS til lagring af applikationer og systemets tilstand samt organiseringen af adgangen til tilstanden kun via transaktioner. Projektet udvikles af forskere fra Massachusetts Institute of Technology, University of Wisconsin, Stanford University, Carnegie Mellon University samt virksomhederne Google og VMware. Resultaterne offentliggøres under MIT-licensen.
Komponenterne til interaktion med hardware og lavniveauservices til hukommelsesstyring er flyttet til mikro-kernen. De muligheder, som mikro-kernen tilbyder, bruges til at køre et lag med DBMS. Højniveau systemtjenester, der muliggør udførelse af applikationer, interagerer kun med den distribuerede DBMS og er adskilt fra mikro-kernen og system-specifikke komponenter.
Opbygningen oven på en distribueret DBMS muliggør, at systemtjenesterne oprindeligt kan være distribuerede og ikke knyttet til en specifik node, hvilket adskiller DBOS fra traditionelle klyngesystemer, hvor hver node kører sit eget eksempel på operativsystemet, hvorpå separate klyngeplanlæggere, distribuerede filsystemer og netværkschefer kører.
Det bemærkes, at brugen af moderne distribuerede DBMS som grundlag for DBOS, der opbevarer data i RAM og understøtter transaktioner, såsom VoltDB og FoundationDB, kan sikre en ydeevne, der er tilstrækkelig til effektivt at udføre mange systemtjenester. I DBMS kan der desuden placeres data fra planlæggeren, filsystemet og IPC. DBMS skalerer også fremragende, sikrer atomaritet og isolation af transaktioner, kan håndtere petabytes af data og tilbyder værktøjer til adgangsstyring og overvågning af dataflow.
Blandt fordelene ved den foreslåede arkitektur nævnes betydelig udvidelse af analysekapaciteterne og reduktion af kodekompleksitet ved at anvende almindelige forespørgsler til databaser i operativsystemservices, hvor implementeringen af transaktioner og midler til at sikre høj tilgængelighed flyttes til databasesiden (sådan funktionalitet kan implementeres én gang på databasesiden og bruges i operativsystemet og applikationer).
For eksempel kan en klyngestyrer gemme oplysninger om opgaver og håndterere i databaser og udføre planlægningsoperationer som almindelige transaktioner, hvilket blander imperativ kode og SQL. Anvendelse af transaktioner forenkler løsningen af problemer som multitrådet styring og fejlgendannelse, da transaktioner garanterer konsistens og stabilitet i tilstanden. I konteksten af eksemplet med planlæggeren tillader transaktioner at organisere samtidig adgang til delte data og garantere, at tilstandens integritet bevares i tilfælde af nedbrud.
De mekanismer, der tilbydes af databasen til logføring og dataanalyse, kan anvendes til at overvåge adgangen til og ændringerne af applikationers tilstand, overvågning, fejlfinding og opretholdelse af sikkerhed. For eksempel, efter opdagelsen af uautoriseret adgang til systemet, kan man ved at udføre SQL-forespørgsler bestemme omfanget af lækagen ved at identificere alle operationer udført af processer, der har fået adgang til fortrolige oplysninger.
Projektet har været under udvikling i mere end et år og befinder sig nu i prototipovergangsfasen for individuelle komponenter i arkitekturen. I øjeblikket er prototypen for funktionerende systemservices oven på databasen klar, såsom Filsystem, IPC og planlægger, ligesom det softwaremiljø, der tilbyder et interface til udførelse af applikationer baseret på FaaS (function-as-a-service) modellen, er under udvikling.
I den næste udviklingsfase planlægges det at tilbyde et fuldt programstak til distribuerede applikationer. I eksperimenterne bruges VoltDB som databasesystem, men der er diskussioner om at skabe et eget lag til datalagring eller implementere de manglende muligheder i eksisterende databasesystemer. Der diskuteres også, hvilke komponenter der skal køre på kerne niveau, og hvilke der kan implementeres oven på databasesystemet.
Kilde: opennet.ru
