DBMS 위에서 실행되는 분산 운영 체제 DBOS 도입

확장 가능한 분산 애플리케이션을 실행하기 위한 새로운 운영 체제를 개발하는 DBOS(DBMS 지향 운영 체제) 프로젝트가 소개됩니다. 이 프로젝트의 특별한 특징은 애플리케이션과 시스템 상태를 저장하고 트랜잭션을 통해서만 상태에 대한 액세스를 구성하기 위해 DBMS를 사용한다는 것입니다. 이 프로젝트는 MIT, 위스콘신 대학교, 스탠포드 대학교, 카네기 멜론 대학교, Google 및 VMware의 연구원들이 개발 중입니다. 저작물은 MIT 라이센스에 따라 배포됩니다.

장비 및 하위 수준 메모리 관리 서비스와 상호 작용하기 위한 구성 요소는 마이크로커널에 배치됩니다. 마이크로커널이 제공하는 기능은 DBMS 계층을 시작하는 데 사용됩니다. 애플리케이션 실행을 가능하게 하는 상위 수준 시스템 서비스는 분산 DBMS와만 상호 작용하며 마이크로커널 및 시스템별 구성 요소와 분리됩니다.

분산 DBMS 위에 구축하면 특정 노드에 묶이지 않고 초기에 분산된 시스템 서비스를 만들 수 있습니다. 이는 각 노드가 자체 운영 체제 인스턴스를 실행하는 기존 클러스터 시스템과 DBOS를 구별합니다. 클러스터 스케줄러, 분산 파일 시스템 및 네트워크 관리자가 시작됩니다.

최신 분산 DBMS를 DBOS의 기반으로 사용하고 RAM에 데이터를 저장하며 VoltDB 및 FoundationDB와 같은 트랜잭션을 지원하면 많은 시스템 서비스를 효율적으로 실행하는 데 충분한 성능을 제공할 수 있습니다. DBMS는 스케줄러, 파일 시스템 및 IPC 데이터도 저장할 수 있습니다. 동시에 DBMS는 확장성이 뛰어나고 원자성 및 트랜잭션 격리를 제공하며 페타바이트 규모의 데이터를 관리할 수 있고 액세스 제어 및 데이터 흐름 추적을 위한 도구를 제공합니다.

제안된 아키텍처의 장점 중 하나는 운영 체제 서비스에서 DBMS에 대한 일반 쿼리를 사용하여 분석 기능을 크게 확장하고 코드 복잡성을 줄이는 것입니다. 그 측면에서 높은 수준을 보장하기 위한 트랜잭션 및 도구를 구현합니다. 가용성이 수행됩니다(이러한 기능은 DBMS 측에서 한 번 구현되어 OS 및 애플리케이션에서 사용될 수 있습니다).

예를 들어 클러스터 스케줄러는 작업 및 처리기에 대한 정보를 DBMS 테이블에 저장하고 명령형 코드와 SQL을 혼합하여 일반 트랜잭션으로 예약 작업을 구현할 수 있습니다. 트랜잭션은 일관성과 상태 지속성을 보장하므로 동시성 관리 및 오류 복구와 같은 문제를 더 쉽게 해결할 수 있습니다. 스케줄러 예제의 맥락에서 트랜잭션은 공유 데이터에 대한 동시 액세스를 허용하고 오류 발생 시 상태 무결성이 유지되도록 보장합니다.

DBMS에서 제공하는 로깅 및 데이터 분석 메커니즘을 사용하여 애플리케이션 상태의 액세스 및 변경 사항을 추적하고, 모니터링, 디버깅 및 보안을 유지할 수 있습니다. 예를 들어, 시스템에 대한 무단 액세스를 감지한 후 SQL 쿼리를 실행하여 누출 정도를 확인하고 기밀 정보에 대한 액세스 권한을 얻은 프로세스에서 수행한 모든 작업을 식별할 수 있습니다.

이 프로젝트는 XNUMX년 넘게 개발 중이며 개별 건축 구성요소의 프로토타입을 제작하는 단계에 있습니다. 현재 FS, IPC, 스케줄러 등 DBMS를 기반으로 구동되는 운영체제 서비스의 프로토타입이 준비되어 있으며, FaaS(Function-as-Function-as-) 기반으로 애플리케이션을 구동하기 위한 인터페이스를 제공하는 소프트웨어 환경이 개발되고 있다. a-서비스) 모델.

개발의 다음 단계에서는 분산 애플리케이션을 위한 완전한 소프트웨어 스택을 제공할 계획입니다. 현재 VoltDB를 DBMS로 실험적으로 활용하고 있으나, 데이터를 저장하기 위한 자체 레이어를 생성하거나 기존 DBMS에 누락된 기능을 구현하는 방안에 대한 논의가 진행 중입니다. 어떤 구성 요소를 커널 수준에서 실행해야 하는지, 어떤 구성 요소를 DBMS 위에 구현할 수 있는지에 대한 문제도 논의 중입니다.

출처 : opennet.ru