Bemutatásra került a DBOS (DBMS-orientált Operációs Rendszer) projekt, amely egy új operációs rendszer fejlesztésére összpontosít, amely képes skálázható elosztott alkalmazások futtatására. A projekt sajátossága, hogy adatbázis-kezelő rendszereket (DBMS) használ az alkalmazások és a rendszer állapotának tárolására, valamint a rendszerállapot elérését csak tranzakciók révén szervezi meg. A projektet a Massachusetts Institute of Technology (MIT), a Wisconsin Egyetem, a Stanford Egyetem, a Carnegie Mellon Egyetem és a Google és VMware cégek kutatói fejlesztik. A fejlesztések az MIT licenc alatt érhetőek el.
A hardverrel való interakcióra szolgáló komponensek és az alacsony szintű memória kezelési szolgáltatások egy mikrokernelbe kerültek. A mikrokernel által biztosított lehetőségek felhasználásával fut az adatbázis-kezelő rétege. A magas szintű rendszer szolgáltatások, amelyek az alkalmazások végrehajtását biztosítják, csak az elosztott DBMS-sel lépnek kapcsolatba, és el vannak választva a mikrokerntől és a konkrét rendszerhez tartozó komponensektől.
Az elosztott DBMS fölé történő építkezés lehetővé teszi, hogy a rendszer szolgáltatások eredetileg elosztottak és nem kötődnek egy adott csomóponthoz, ami megkülönbözteti a DBOS-t a hagyományos klaszter rendszerektől, ahol minden csomóponton saját operációs rendszer példány fut, amely fölött külön klaszter ütemezők, elosztott fájlrendszerek és hálózati menedzserek működnek.
Megjegyzik, hogy a DBOS alapjául szolgáló modern elosztott DBMS-ek, melyek az adatokat memóriában tárolják és támogatják a tranzakciókat, mint a VoltDB és FoundationDB, képesek olyan teljesítményt biztosítani, amely elegendő sok rendszer szolgáltatás hatékony végrehajtásához. Az adatbázis-kezelők tárolhatják az ütemező, a fájlrendszer és az IPC adatait is. Ezen felül az DBMS-ek kiválóan skálázhatóak, biztosítják a tranzakciók atomaritását és elkülönítettségét, képesek petabájt adatot kezelni, és eszközöket biztosítanak az hozzáférés kezelése és az adatfolyamok nyomon követése érdekében.
A javasolt architektúra előnyei közé tartozik a jelentős analitikai lehetőségek bővítése és a kód összetettségének csökkentése az operációs rendszer szolgáltatásaiban a szokásos SQL lekérdezések alkalmazásával, ahol a tranzakciók megvalósítása és a magas rendelkezésre állás fenntartásának eszközei a SGBD oldalára kerülnek (ez a funkcionalitás egyszer megvalósítható a SGBD oldalán, és felhasználható az OS-ben és alkalmazásokban).
Például a klaszteres ütemező információkat tárolhat a feladatokról és a kezelőkről az SGBD tábláiban, és a tervezési műveleteket szokásos tranzakciókként hajthatja végre, ötvözve az imperatív kódot és az SQL-t. A tranzakciók alkalmazása megkönnyíti az olyan problémák kezelését, mint a több szál kezelése és a hibatűrés, mivel a tranzakciók garantálják az állapot konzisztenciáját és megbízhatóságát. A tervező példájában a tranzakciók lehetővé teszik a közösen használt adatokhoz való egyidejű hozzáférés megszervezését és az állapot integritásának biztosítását meghibásodások esetén.
Az SGBD-ben biztosított naplózási és adatelemzési mechanizmusok alkalmazhatók az alkalmazások állapotának nyomon követésére és módosítására, monitorozására, hibakeresésére és a biztonság fenntartására. Például, ha jogosulatlan hozzáférést észlelnek a rendszerhez, SQL lekérdezések végrehajtásával meghatározható a szivárgás mértéke, feltárva minden műveletet, amelyet a bizalmas információkhoz hozzáférő folyamatok végrehajtottak.
A projekt már több mint egy éve folyamatban van, és a rendszer architektúrájának egyes komponenseinek prototípusait készítik. Jelenleg elkészült az operációs rendszer SGBD-n futó szolgáltatásainak prototípusa, mint például fájlrendszer, IPC és ütemező, valamint fejlesztés alatt áll egy szoftverkörnyezet, amely interfészt biztosít a FaaS (function-as-a-service) modell alapján történő alkalmazások indításához.
A fejlesztés következő szakaszában teljes körű szoftverstacket tervezünk bemutatni elosztott alkalmazásokhoz. Jelenleg a kutatások során a VoltDB-t használják adatbáziskezelőként, de folyamatban van egy saját adatkezelő réteg létrehozásának megbeszélése, vagy a meglévő adatbázis-kezelőkben hiányzó funkciók megvalósítása. Tárgyalás alatt áll az is, hogy mely komponenseknek kell a kernel szintjén működniük, és melyek valósíthatók meg az adatbázis-kezelők fölött.
Forrás: opennet.ru
