De ontwikkelaars van het Multikernel-project, waarmee meerdere onafhankelijke exemplaren van de kernel op \u00e9\u00e9n fysieke computer kunnen worden uitgevoerd zonder hypervisors en virtualisatie, hebben het kmorph-hulpmiddel ge\u00efntroduceerd. Dit biedt middelen voor snel herstel na een crash van de Linux-kernel of voor het vervangen van de kernel in Live-modus zonder een volledige herstart. Het project wordt geleid door Cong Wang, die het traffic control (TC) subsysteem in de kernel beheert. De methode voor snelle herstart is gebaseerd op het v\u00f3\u00f3rladen van een reservekernel in het geheugen, die de primaire werkkernel vervangt in het geval van een storing of wanneer een vervangende versie van de kernel nodig is. <\/p>\n
De voorgestelde aanpak maakt een volledige herstart overbodig en stelt ons in staat om het werk bijna onmiddellijk te hervatten, waardoor de stilstandtijd tot een minimum wordt beperkt. Momenteel duurt een volledige herstart van grote systemen bij een crash van de kernel enkele minuten door langdurige hardware-initialisatieprocessen, het laden van de systeemomgeving en het opslaan van het geheugen dump van de kernel met behulp van de kdump-mechanisme. servers<\/a> het duurt een paar minuten vanwege de lange processen voor het initialiseren van hardware, het laden van de systeemomgeving en het opslaan van het kernelgeheugen dump via het kdump-mechanisme. In wezen worden er bij gebruik van kdump twee herstarts van de kernel uitgevoerd \u2014 eerst wordt er via kexec een aparte instantie van de kernel geladen om de geheugen dump op te slaan, waarna de werkkernel wordt geladen en de systeemservices worden gestart.<\/p>\n Bij het gebruik van kmorph in combinatie met een afzonderlijke CPU-kern wordt er een reservekernel van Linux en een minimale systeemomgeving vooraf in het geheugen geladen, die de status van de primaire kernel volgt. In het geval van een vastloper of het in een panic-toestand raken van de primaire kernel, neemt de reserveomgeving de controle over, slaat het geheugen dump van de onwerkende kernel op, schakelt de processor kernen, geheugen, apparaten, netwerkconfiguratie en FS over naar zichzelf. <\/p>\n De omschakeling wordt geco\u00f6rdineerd met behulp van twee programma's: kmorph \u2014 dat wordt gestart in de actieve omgeving, vormt de inhoud van de reserveomgeving en synchroniseert de netwerkstatus daarin; kmorphd \u2014 dat wordt gestart in de reserveomgeving en de status van de actieve omgeving volgt. Naast de omschakeling in geval van een storing, biedt kmorph de mogelijkheid om de kernel bij te werken zonder een traditionele herstart. Om het herstel in de reserveomgeving te versnellen, kunnen naast de kernel en een minimale set van systeemcomponenten ook typische services zoals nginx in de standby-modus worden gestart. In dat geval is de nginx-service al in het geheugen geladen op het moment van activering van de reserveomgeving en begint deze onmiddellijk met het verwerken van verzoeken na de omschakeling naar de nieuwe omgeving van de netwerkadapter, activatie van de netwerkconfiguratie en wijziging van het rootbestandssysteem.<\/p>\n In de uitgevoerde tests herstelt de server met nginx met behulp van kmorph zich ongeveer 2 seconden na een kernelstoring, maar in de toekomst is het de bedoeling om onmiddellijke overschakeling te bereiken zonder dat dit merkbaar is voor aangesloten klanten. Momenteel ondersteunt kmorph de architeitcturen x86_64 en ARM64, en er wordt gewerkt aan de ondersteuning van RISC-V. De integratie van kmorph in Linux-distributies gebeurt op een vergelijkbare manier als de ondersteuning van kdump, via de standaardtools dracut, initramfs-tools, kernel-install en de systemd-service.<\/p>\n