För att diskutera utvecklingen av Linux-kärnan har en serie patchar föreslagits av projektet Multikernel, som nyligen har flyttats till kategorin öppen programvara och nu kommer att utvecklas i samarbete med gemenskapen. Multikernel möjliggör att köra flera oberoende instanser av Linux-kärnan på en fysisk dator, som har direkt tillgång till hårdvaruresurser och kan användas för att köra flera isolerade systemmiljöer. Projektet skapades av företaget Multikernel Technologies, grundat och lett av Cong Wang, som också ansvarar för trafikhanteringssystemet (TC, Traffic Control) i Linux-kärnan.
För att starta och hantera kärnor har en förbättrad kallelse kexec föreslagits, som skiljer sig från den klassiska kexec genom att den inte är begränsad till att byta ut den aktiva kärnan och möjliggör att starta ytterligare kärninstanser som körs parallellt. För övervakning och felsökning av de körda kärninstanserna har ett gränssnitt '/proc/multikernel' implementerats, och för meddelandeutbyte mellan kärnor samt samordning av arbetet har kommunikationsramverket Multikernel IPI föreslagits.
Multikernel presenteras som en ny isoleringsarkitektur, som ligger i ett mellanläge mellan virtualisering med hypervisor och containerisolering som är baserad på en gemensam kärna. Till skillnad från virtualisering kräver Multikernel inte användning av en hypervisor, förenklar skapandet av miljöer för isolerad körning av individuella applikationer och gör det möjligt att uppnå hög prestanda utan overhead från virtualisering. Jämfört med containrar erbjuder Multikernel en hög nivå av isolering och möjliggör användning av en separat kärna i varje isolerad miljö.
Prestandan vid användning av Multikernel bedöms vara nära den prestanda som uppnås vid körning på separat utrustning. Detta har uppnåtts genom att utesluta de overheadkostnader som är karakteristiska för virtualisering, vilka uppstår på grund av handhavandet av kontrollöverföring mellan virtuella maskiner (VM exit), översättning av IOMMU och hypervisorintervention vid utförande av privilegierade operationer. Stöd för dynamisk resursallokering till de körande miljöerna och säkerställande av förutsägbar prestanda erbjuds.
Samtidig körning av flera kärnor sker utan virtualisering, med hjälp av en SMP-hanterare som fördelar tillgängliga CPU:er mellan instanser av Linux-kärnor. Varje instans av Linux-kärnan är kopplad till en eller flera CPU-kärnor som tilldelas för dess körning, medan de andra hårdvaruresurserna delas.
Huvudsakliga fördelar med Multikernel:
- Förbättrad isolering mot fel i körande miljöer.
- Ökad säkerhet genom delning på kärnnivå.
- Mer effektiv resursanvändning jämfört med traditionella virtuella maskiner baserade på hypervisorer, såsom KVM och Xen.
- Potentiell möjlighet att uppdatera kärnan utan att stoppa arbetet med hjälp av KHO-mekanismen (Kernel Hand Over).
- Stöd för integration med standard molninfrastruktur och möjlighet till transparent övergång från traditionella virtualiseringssystem och containerisolering.
- Full kompatibilitet med befintliga applikationer och systemgränssnitt i Linux. Multikernel ändrar endast kärnan på specifika punkter, samtidigt som full kompatibilitet på API-nivå bibehålls.
Källa: opennet.ru
