Voor de bespreking hebben de ontwikkelaars van de Linux-kernel een reeks patches voorgesteld, ontwikkeld door het Multikernel-project, dat recentelijk is overgezet naar de categorie open source en nu samen met de gemeenschap zal worden ontwikkeld. Multikernel maakt het mogelijk om meerdere onafhankelijke exemplaren van de Linux-kernel op één fysieke computer uit te voeren, die directe toegang hebben tot hardwarebronnen en kunnen worden gebruikt voor het uitvoeren van verschillende geïsoleerde systeemomgevingen. Het project is opgericht door Multikernel Technologies, geleid door Cong Wang, die in de Linux-kernel het subsysteem voor verkeersbeheer (TC, Traffic Control) onderhoudt.
Voor het opstarten en beheren van de kernels is een verbeterde aanroep van kexec voorgesteld, die in tegenstelling tot de klassieke kexec niet beperkt is tot het vervangen van de draaiende kernel en het mogelijk maakt om extra exemplaren van de kernel parallel uit te voeren. Voor het monitoren en debuggen van de draaiende kern-exemplaren is de interface '/proc/multikernel' geïmplementeerd, en voor de communicatie tussen kernels en de coördinatie van hun werk is het communicatieframe Multikernel IPI voorgesteld.
Multikernel wordt gepresenteerd als een nieuwe isolatie-architectuur die zich tussen hypervisorvirtualisatie en containerisolatie op basis van een gezamenlijke kernel bevindt. In tegenstelling tot virtualisatie vereist Multikernel geen hypervisor, vereenvoudigt het de creatie van omgevingen voor geïsoleerde uitvoering van afzonderlijke applicaties, en maakt het hoge prestaties mogelijk zonder de overhead van virtualisatie. In tegenstelling tot containers biedt Multikernel een hoog niveau van isolatie en maakt het mogelijk om een aparte kernel in elke geïsoleerde omgeving te gebruiken.
De prestaties bij het gebruik van Multikernel worden als dicht bij de prestaties van uitvoering op afzonderlijke hardware beoordeeld. Dit is bereikt door het uitsluiten van de typische overhead van virtualisatie, die ontstaat door de besturingsoverdrachten tussen virtuele machines (VM exit), IOMMU-translatie en de inmenging van de hypervisor in de uitvoering van bevoorrechte operaties. Dynamische toewijzing van middelen aan de draaiende omgevingen en het waarborgen van voorspelbare prestaties worden ondersteund.
Gelijktijdige uitvoering van meerdere kernen vindt plaats zonder virtualisatie, met behulp van een SMP-processor die beschikbare CPU's verdeelt over Linux-kerninstanties. Elke Linux-kerninstantie is gekoppeld aan een of meerdere CPU-kernen die aan zijn uitvoering zijn toegewezen, terwijl de overige hardwarebronnen gedeeld worden.
Belangrijkste voordelen van Multikernel:
- Verbeterde isolatie tegen storingen in de uitvoerende omgevingen.
- Verhoogde veiligheid door splitsing op kernniveau.
- Efficiënter gebruik van bronnen in vergelijking met traditionele virtuele machines die op hypervisors zoals KVM en Xen zijn gebaseerd.
- Potentiële mogelijkheid om de kern te updaten zonder onderbreking van de werking met behulp van het KHO-mechanisme (Kernel Hand Over).
- Ondersteuning voor integratie met standaard cloud-infrastructuren en de mogelijkheid voor een transparante overgang van traditionele virtualisatiesystemen en containerisolatie.
- Volledige compatibiliteit met bestaande applicaties en systemen interfaces van Linux. Multikernel wijzigt alleen de kern op specifieke punten, terwijl volledige compatibiliteit op het niveau van de API behouden blijft.
Bron: opennet.ru
