Esimene mklinuxi väljaanne mitme Linuxi tuuma eksemplari samaaegseks täitmiseks

Esitatud on esimene avalik väljaanne Multikernel Linuxi projektist (mklinux-v7.0-mk2), mis arendab Linuxi tuuma varianti, mis on rikastatud võimalusega käivitada mitmeid sõltumatuid tuuma eksemplare ühel füüsilisel arvutil ilma hüperviisorit ja virtualiseerimist kasutamata. Igal tuuma eksemplaril on otsepääs riistvararesurssidele ja seda saab kasutada eraldi isoleeritud süsteemikeskkondade käivitamiseks. Esimene väljaanne põhineb Linuxi tuumal 7.0 ja sisaldab kompilaatori seadistust „CONFIG_MULTIKERNEL”, mille keelamisel muutub tuum täielikult sarnaseks tavalise tuumaga 7.0. CPU arhitektuuridest toetatakse hetkel vaid x86_64.

Multikernel esitleb end kui uut isoleerimise mehhanismi, mis asub vahepeal hüperviisori põhjal toimuva virtualiseerimise ja ühiselt tuumaga põhineva konteinerite isoleerimise vahel. Erinevalt virtualiseerimisest ei nõua Multikernel hüperviisori kasutamist, lihtsustab keskkondade loomist isoleeritud rakenduste käitamiseks ja võimaldab saavutada kõrget jõudlust ilma virtualiseerimisele omaste ülemakseteta. Erinevalt konteineritest tagab Multikernel kõrge isoleerimise taseme ning võimaldab igas isoleeritud keskkonnas kasutada eraldi tuuma, mille avarii või haavatavuse kasutamine ei mõjuta teisi keskkondi.

Kuvatu tuum tagab olemasoleva CPU, mälu ja PCI-seadmete jaotamise paralleelselt töötavate täiendavate tuuma eksemplaride vahel. Iga eksemplar töötab eraldi välja jagatud CPU tuumal, töötab sellele määratud seadmete jaotuse alusel ning omab ligipääsu määratud füüsilise mälu alale. Mitme tuuma samaaegne täitmine toimub ilma virtualiseerimiseta, kasutades SMP-protsessorit, mis jagab olemasolevad CPU-d. Toetatakse dünaamilist ressursside jaotust käitatavatele keskkondadele ning tagatakse ettearvatav jõudlus.

Tänu virtualiseerimisele iseloomulike kulude kõrvaldamisele on Multikerneli kasutamise efektiivsus hinnatud peaaegu sama kõrgele kui eraldi seadmetel. Multikerneli kasutamisel puudub juhtimise edastamise etapp virtuaalsete masinate (VM exit) vahel, ei kasutata teise taseme mälu lehti, eraldi seadmete mudelit ja IOMMU tõlget. Võrreldes hüperviisoriga KVM Multikerneli kasutamise korral täheldatakse erinevate süsteemikutseside ja funktsioonide jõudluse kasvu vahemikus 1,07 kuni 2,5 korda (fork + exit – 1,07x, write() – 1,39x, AF_UNIX – 1,55x, Pipe – 2,18x, konteksti vahetus – 2,50x), mälu töötluse läbilaskevõime ja viivitused on samal tasemel.

Allikas: opennet.ru