Este prezentat proiectul DBOS (DBMS-oriented Operating System), care dezvoltă un nou sistem de operare pentru rularea aplicațiilor distribuite scalabile. O caracteristică specială a proiectului este utilizarea unui SGBD pentru stocarea aplicațiilor și a stării sistemului, precum și organizarea accesului la stat numai prin tranzacții. Proiectul este dezvoltat de cercetători de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts, Universitatea din Wisconsin și Stanford, Universitatea Carnegie Mellon și Google și VMware. Lucrarea este distribuită sub licență MIT.
Componentele pentru interacțiunea cu echipamentele și serviciile de management al memoriei de nivel scăzut sunt plasate în microkernel. Capacitățile oferite de microkernel sunt folosite pentru a lansa stratul DBMS. Serviciile de sistem de nivel înalt care permit execuția aplicației interacționează numai cu DBMS-ul distribuit și sunt separate de microkernel-ul și componentele specifice sistemului.
Construirea pe baza unui DBMS distribuit face posibilă realizarea serviciilor de sistem distribuite inițial și nu legate de un anumit nod, ceea ce distinge DBOS de sistemele tradiționale de cluster, în care fiecare nod rulează propria instanță a sistemului de operare, pe deasupra căreia se separa. Sunt lansate programatoarele de cluster, sistemele de fișiere distribuite și managerii de rețea.
Se remarcă faptul că utilizarea DBMS-urilor moderne distribuite ca bază pentru DBOS, stocarea datelor în RAM și suportarea tranzacțiilor, cum ar fi VoltDB și FoundationDB, poate oferi performanțe suficiente pentru execuția eficientă a multor servicii de sistem. SGBD-ul poate stoca, de asemenea, planificator, sistem de fișiere și date IPC. În același timp, SGBD-urile sunt foarte scalabile, oferă atomicitate și izolarea tranzacțiilor, pot gestiona petabyți de date și oferă instrumente pentru controlul accesului și urmărirea fluxurilor de date.
Printre avantajele arhitecturii propuse se numără o extindere semnificativă a capacităților de analiză și o reducere a complexității codului datorită utilizării interogărilor obișnuite către SGBD în serviciile sistemului de operare, pe partea cărora implementarea tranzacțiilor și a instrumentelor pentru asigurarea unui nivel ridicat. disponibilitatea este realizată (o astfel de funcționalitate poate fi implementată pe partea SGBD o singură dată și utilizată în sistemul de operare și aplicații).
De exemplu, un planificator de cluster poate stoca informații despre sarcini și handlere în tabele DBMS și poate implementa operațiuni de programare ca tranzacții obișnuite, amestecând codul imperativ și SQL. Tranzacțiile facilitează rezolvarea problemelor, cum ar fi gestionarea concurenței și recuperarea eșecului, deoarece tranzacțiile garantează consistența și persistența stării. În contextul exemplului de planificare, tranzacțiile permit accesul simultan la datele partajate și asigură menținerea integrității stării în cazul unor eșecuri.
Mecanismele de înregistrare și analiză a datelor furnizate de DBMS pot fi utilizate pentru a urmări accesul și modificările stării aplicației, monitorizarea, depanarea și menținerea securității. De exemplu, după detectarea accesului neautorizat la un sistem, puteți rula interogări SQL pentru a determina amploarea scurgerii, identificând toate operațiunile efectuate de procesele care au obținut acces la informații confidențiale.
Proiectul este în dezvoltare de mai bine de un an și se află în stadiul de creare a prototipurilor de componente arhitecturale individuale. În prezent, a fost pregătit un prototip de servicii de sistem de operare care rulează pe DBMS, cum ar fi FS, IPC și scheduler, și se dezvoltă un mediu software care oferă o interfață pentru rularea aplicațiilor bazate pe FaaS (function-as- a-service) model.
Următoarea etapă a dezvoltării plănuiește să ofere o stivă de software cu drepturi depline pentru aplicațiile distribuite. VoltDB este utilizat în prezent ca SGBD în experimente, dar sunt în desfășurare discuții despre crearea propriului strat pentru stocarea datelor sau implementarea capabilităților lipsă în SGBD-urile existente. Problema ce componente ar trebui executate la nivel de kernel și care pot fi implementate peste DBMS este, de asemenea, în discuție.
Sursa: opennet.ru