पहला प्रोटोटाइप: लिनक्स के विकास में एक मंच के रूप में यूनिकर्नल्स

जुलाई की शुरुआत में, Red Hat और Boston University के इंजीनियरों के एक समूह ने एक श्वेतपत्र जारी किया, जिसने अखंड लिनक्स कर्नेल को अनइकर्नेल आर्किटेक्चर में बदलने का प्रस्ताव दिया। हमने सामग्री को समझने और इस प्रस्ताव पर आईटी समुदाय की प्रतिक्रिया पर चर्चा करने का फैसला किया।


फोटो - एमानो मगुइरे - अनप्लैश

एक विकल्प के रूप में यूनिकर्नल्स

लिनक्स एक अखंड कर्नेल का उपयोग करने के लिए जाना जाता है। यह प्रक्रियाओं, नेटवर्क फ़ंक्शंस, बाह्य उपकरणों और फ़ाइल सिस्टम एक्सेस का प्रबंधन करता है। हालांकि, जैसा कि Red Hat और Boston University के लेख ( p। 1 ) के लेखक लिखते हैं, ऐसी संरचना में इसकी कमियां हैं। विशेष रूप से, उच्च-प्रदर्शन अनुप्रयोगों को डीपीडीके और एसपीडीके जैसे फ्रेमवर्क का उपयोग करने के लिए मजबूर किया जाता है ताकि कर्नेल को दरकिनार कर I / O उपकरणों तक पहुंच प्राप्त की जा सके।

बादल में कुछ कठिनाइयाँ उत्पन्न होती हैं। अधिक सुरक्षा के लिए, एंटरप्राइज़ एप्लिकेशन को अलग-अलग वर्चुअल मशीनों पर तैनात किया जाता है। प्रत्येक वीएम एक पूर्ण ऑपरेटिंग सिस्टम के नियंत्रण में है। नतीजतन, सर्वर के कंप्यूटिंग संसाधनों को सबसे इष्टतम तरीके से खर्च नहीं किया जाता है।

एक वैकल्पिक दृष्टिकोण स्थिति में सुधार कर सकता है - अनिकर्नल्स। निम्नलिखित विचार ऑपरेटिंग सिस्टम के आवश्यक पुस्तकालयों के साथ आवेदन को जोड़ना और उन्हें एक बाइनरी फ़ाइल में संकलित करना है। उसके बाद, सिस्टम को बूट करने के लिए इस "बाइनरी" का उपयोग किया जा सकता है। यह दृष्टिकोण किसी विशेष एप्लिकेशन की आवश्यकताओं के लिए ओएस की कार्यक्षमता का विशेषज्ञ होना संभव बनाता है।

ऐसी प्रणाली के संसाधनों को अधिक कुशलता से खर्च किया जाता है। Unikernels में अखंड कोर वास्तुकला की तुलना में उच्च प्रदर्शन है। कारण IO रास्तों का सरलीकरण है, क्योंकि सभी डेटा और फ़ाइलों को एक ही पता स्थान में रखा गया है। यह उपयोगकर्ता स्थान और कर्नेल स्थान के बीच संदर्भ को स्विच करने की आवश्यकता को भी समाप्त करता है।

बोस्टन विश्वविद्यालय और रेड हैट के इंजीनियरों की एक टीम ने अनिकर्नेल के आधार पर एक लिनक्स प्रोटोटाइप विकसित किया। ऑपरेटिंग सिस्टम को यूनिकबर्न लिनक्स (यूकेएल) कहा जाता है।

इंजीनियरों ने क्या किया

डेवलपर्स ( पी। 3 ) के अनुसार, उन्होंने केवल ग्यारह बदले और कोड की बीस नई पंक्तियों को लिनक्स कर्नेल v5.0.5 और glibc में जोड़ा। "क्लासिक" कर्नेल परिचालन बना हुआ है - उपयोगकर्ता विधानसभा की विधि (यूकेएल या नहीं) चुन सकता है।

लेखकों ने एक छोटी यूकेएल लाइब्रेरी बनाई, जिसमें उन्होंने विशेष "स्टब्स" रखा जो अप्रयुक्त सिस्टम कॉल को मास्क करते हैं। उन्होंने नए प्रकार के सेगमेंट को परिभाषित करने के लिए कर्नेल लिंकर को भी संशोधित किया, उदाहरण के लिए एलएलएफ बायनेरिज़ से टीएलएस (थ्रेड लोकल स्टोरेज)। बिल्ड प्रक्रिया को भी संशोधित किया गया था, जो अब एक बाइनरी फ़ाइल में एप्लिकेशन कोड, ग्लिबक और यूकेएल लाइब्रेरी को जोड़ती है।

इंजीनियर कई कमियों पर काम कर रहे हैं। उदाहरण के लिए, वे कर्नेल स्थान से टीएलएस मेमोरी को स्थानांतरित करने की योजना बनाते हैं और सिस्टम को सरल बनाने के लिए मेमोरी आवंटन का प्रबंधन करते समय vmalloc को छोड़ देते हैं।

राय

रेड हैट डेवलपर्स का कहना है कि यूकेएल हार्डवेयर के साथ सीधे काम करने वाली प्रक्रियाओं को शुरू करने के लिए एक पूर्ण विकल्प हो सकता है (कर्नेल को दरकिनार करके)। मूल लेख राज्य ( पी। 2 ) के लेखक, जो कि अनिकर्नल के तहत कैशिंग सेवा प्रदान करते हैं, लिनक्स की तुलना में 200% तेज काम करता है।

कुल मिलाकर, आईटी समुदाय ने भी मूल लेख के लेखकों की पहल का सकारात्मक जवाब दिया । हैकर न्यूज के निवासियों ने उल्लेख किया कि अनिकर्नेल की वास्तुकला सॉफ्टवेयर पर्यावरण की सुरक्षा में काफी वृद्धि करेगी। एप्लिकेशन को हैक करने के मामले में, हैकर को केवल अपने बाइनरी तक पहुंच प्राप्त होगी।

तस्वीरें - जैक यंग - अनप्लैश

हैकर समाचार के निवासियों में से एक ने भी एक कट्टरपंथी समाधान का प्रस्ताव दिया - रिस्क से खरोंच तक अनइकर्नल्स के तहत लिनक्स कर्नेल को फिर से लिखना। उनके अनुसार, भाषा बड़ी संख्या में स्मृति सुरक्षा से संबंधित बगों को हल करेगी। एक अन्य उपयोगकर्ता ने विचार को अच्छा बताया, लेकिन लाइब्रेरी की अस्थिरताओं से निपटने के लिए भाषा डेवलपर्स के लिए कुछ साल इंतजार करने का सुझाव दिया । हालांकि एक उत्साही पहले से ही अपने ऑपरेटिंग सिस्टम को रस्ट में लिख रहा है। गीथहब पर स्रोत पाए जा सकते हैं।

अन्य कार्यान्वयन

यूकेएल केवल यूनिकर्नल्स-आधारित ऑपरेटिंग सिस्टम का कार्यान्वयन नहीं है। उदाहरण के लिए, इसी तरह का समाधान जर्मनी में वर्जीनिया के पॉलिटेक्निक विश्वविद्यालय, क्वालकॉम और राइन-वेस्टफेलियन तकनीकी विश्वविद्यालय के इंजीनियरों की एक टीम द्वारा विकसित किया जा रहा है । उनके हल्के कोर को हर्मिक्स कहा जाता है। यह आपको हाइपरविजर के शीर्ष पर एप्लिकेशन को जल्दी से लॉन्च करने की अनुमति देता है - लेखकों के अनुसार, डाउनलोड का समय 0.1 सेकंड से अधिक नहीं है। परीक्षण वातावरण में मेमोरी खपत 9 एमबी है, जो क्लासिक लिनक्स कर्नेल की तुलना में दस गुना कम है।

यह भी OCaml पर विकसित MirageOS OS का उल्लेख करने के लिए समझ में आता है। कर्नेल Xen, KVM, BHyve, और VMM (OpenBSD) हाइपरविज़र के साथ-साथ मोबाइल प्लेटफ़ॉर्म पर भी चल सकता है। सिस्टम नेटवर्क संचालन (DNS, SSH, OpenFlow, HTTP, XMPP) के लिए कई दर्जनों OCaml पुस्तकालयों का समर्थन करता है, स्टोरेज और समानांतर डेटा प्रोसेसिंग के साथ काम करता है। हम कह सकते हैं कि मिराजोस पहली सफल अनिकर्नेल परियोजनाओं में से एक है। दिलचस्प बात यह है कि, उनके ब्लॉग साइट को भी अनइकर्न के रूप में लागू किया गया है।

ये ऑपरेटिंग सिस्टम पहले से ही कई संगठनों द्वारा उत्पादन के वातावरण में उपयोग किए जाते हैं - उदाहरण के लिए, कैम्ब्रिज यूनिवर्सिटी , आईबीएम, एरिक्सन और डोकर । यह संभावना है कि जल्द ही एक नया इन ओएस - यूनिकबर्न लिनक्स में शामिल हो जाएगा।

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