NetBSD პროექტი ავითარებს ახალ NVMM ჰიპერვისორს

NetBSD პროექტის დეველოპერები გამოაცხადა ახალი ჰიპერვიზორის შექმნისა და მასთან დაკავშირებული ვირტუალიზაციის სტეკის შესახებ, რომლებიც უკვე შედის ექსპერიმენტულ NetBSD მიმდინარე ფილიალში და იქნება შემოთავაზებული NetBSD 9-ის სტაბილურ გამოშვებაში. NVMM ამჟამად შემოიფარგლება x86_64 არქიტექტურის მხარდაჭერით და უზრუნველყოფს ორ ბექენდს. აპარატურის ვირტუალიზაციის მექანიზმების ჩართვა: x86-SVM AMD და x86-VMX CPU ვირტუალიზაციის გაფართოებების მხარდაჭერით Intel CPU-ებისთვის. მისი ამჟამინდელი ფორმით, შესაძლებელია 128-მდე ვირტუალური აპარატის გაშვება ერთ ჰოსტზე, რომელთაგან თითოეულს შეუძლია გამოყოს 256 ვირტუალური პროცესორის ბირთვი (VCPU) და 128 GB ოპერატიული მეხსიერება.

NVMM მოიცავს დრაივერს, რომელიც მუშაობს სისტემის ბირთვის დონეზე და კოორდინაციას უწევს წვდომას ტექნიკის ვირტუალიზაციის მექანიზმებზე, და Libnvmm დასტას, რომელიც მუშაობს მომხმარებლის სივრცეში. ბირთვის კომპონენტებსა და მომხმარებლის სივრცეს შორის ურთიერთქმედება ხორციელდება IOCTL-ის მეშვეობით. NVMM-ის თვისება, რომელიც განასხვავებს მას ჰიპერვიზორებისგან, როგორიცაა KVM HAXM და Bhyve, არის ის, რომ ბირთვის დონეზე შესრულებულია მხოლოდ მინიმალური საჭირო კომპლექტი ტექნიკის ვირტუალიზაციის მექანიზმების გარშემო და ყველა ტექნიკის ემულაციის კოდი გადატანილია ბირთვიდან მომხმარებლის სივრცეში. ეს მიდგომა საშუალებას გაძლევთ შეამციროთ ამაღლებული პრივილეგიებით შესრულებული კოდის რაოდენობა და შეამციროთ მთელი სისტემის კომპრომეტირების რისკი ჰიპერვიზორში დაუცველობაზე თავდასხმის შემთხვევაში. გარდა ამისა, შესამჩნევად გამარტივებულია პროექტის გამართვისა და ფუზირების ტესტირება.

თუმცა, თავად Libnvmm არ შეიცავს ემულატორის ფუნქციებს, მაგრამ მხოლოდ უზრუნველყოფს API-ს, რომელიც საშუალებას გაძლევთ გააერთიანოთ NVMM მხარდაჭერა არსებულ ემულატორებში, მაგალითად, QEMU. API მოიცავს ისეთ ფუნქციებს, როგორიცაა ვირტუალური მანქანის შექმნა და გაშვება, სტუმრების სისტემისთვის მეხსიერების განაწილება და VCPU-ების გამოყოფა. უსაფრთხოების გასაუმჯობესებლად და შესაძლო თავდასხმის ვექტორების შესამცირებლად, libnvmm გთავაზობთ მხოლოდ ფუნქციებს, რომლებიც აშკარად არის მოთხოვნილი - ნაგულისხმევად, რთული დამმუშავებლები ავტომატურად არ იძახიან და შეიძლება საერთოდ არ იქნას გამოყენებული, თუ მათი თავიდან აცილება შესაძლებელია. NVMM ცდილობს ყველაფერი მარტივი იყოს, ზედმეტი გართულების გარეშე და საშუალებას მოგცემთ გააკონტროლოთ თქვენი მუშაობის რაც შეიძლება მეტი ასპექტი.

NVMM-ის ბირთვის დონის ნაწილი საკმაოდ მჭიდროდ არის ინტეგრირებული NetBSD ბირთვთან და იძლევა გაუმჯობესებული მუშაობის საშუალებას სტუმრის OS-სა და მასპინძელ გარემოს შორის კონტექსტური გადამრთველების რაოდენობის შემცირებით. მომხმარებლის სივრცის მხრივ, libnvmm ცდილობს შეაგროვოს საერთო I/O ოპერაციები და თავიდან აიცილოს სისტემური ზარები ზედმეტად. მეხსიერების განაწილების სისტემა დაფუძნებულია pmap ქვესისტემაზე, რომელიც საშუალებას გაძლევთ გამოასახლოთ სტუმრის მეხსიერების გვერდები swap დანაყოფში სისტემაში მეხსიერების დეფიციტის შემთხვევაში. NVMM თავისუფალია გლობალური ჩაკეტვისა და მასშტაბებისგან, რაც საშუალებას გაძლევთ ერთდროულად გამოიყენოთ სხვადასხვა CPU ბირთვი სხვადასხვა სტუმრის ვირტუალური მანქანების გასაშვებად.

მომზადდა QEMU-ზე დაფუძნებული გადაწყვეტა, რომელიც იყენებს NVMM ტექნიკის ვირტუალიზაციის მექანიზმების გასააქტიურებლად. მიმდინარეობს მუშაობა QEMU-ის ძირითად სტრუქტურაში მომზადებული პატჩების ჩართვაზე. QEMU+NVMM კომბინაცია უკვე არის საშუალებას აძლევს წარმატებით გაუშვით სტუმრის სისტემები FreeBSD, OpenBSD, Linux, Windows XP/7/8.1/10 და სხვა ოპერაციული სისტემებით x86_64 სისტემებზე AMD და Intel პროცესორებით (თავად NVMM არ არის მიბმული კონკრეტულ არქიტექტურასთან, მაგალითად, თუ შეიქმნა შესაბამისი backend. , ის შეძლებს ARM64 სისტემებზე მუშაობას). NVMM-ის შემდგომი გამოყენების სფეროებს შორის ასევე აღინიშნება ინდივიდუალური აპლიკაციების სავარჯიშო იზოლაცია.

წყარო: opennet.ru