7月初，来自红帽和波士顿大学的一组工程师发布了一份白皮书，该白皮书提议将单片Linux内核更改为单内核体系结构。 我们决定了解材料，并讨论IT社区对此提案的反应。
照片-Eamonn Maguire-不飞溅Unikernels作为替代
已知Linux使用
单片内核 。 它管理进程，网络功能，外围设备和文件系统访问。 但是，正如红帽和波士顿大学文章的作者所写（
第1页 ）一样，这种结构也有其缺点。 特别是，高性能应用程序被迫使用
DPDK和
SPDK之类的框架来绕过内核不受阻碍地访问I / O设备。
云中出现了某些困难。 为了提高安全性，企业应用程序部署在单独的虚拟机上。 每个VM均受成熟操作系统的控制。 结果，服务器的计算资源没有以最佳方式花费。
另一种方法可以改善这种情况-Unikernels。 以下想法是将应用程序与操作系统的必要库链接，并将它们编译为一个二进制文件。 之后，此“二进制文件”可用于引导系统。 这种方法可以使OS的功能专门化以满足特定应用程序的需求。
这样的系统的资源被更有效地利用。 与单核核心体系结构相比，单核还具有更高的性能。 原因是简化了IO路径，因为所有数据和文件都放在一个地址空间中。 它还消除了在用户空间和内核空间之间切换上下文的需求。
来自波士顿大学和Red Hat的工程师团队开发了基于unikernels的Linux原型。 该操作系统称为Unikernel Linux（UKL）。
工程师做了什么
根据开发人员（
第3页 ）的说法，他们仅更改了11项，并向Linux内核v5.0.5和
glibc添加了20行新代码。 “经典”内核仍可运行-用户可以选择组装方法（是否使用UKL）。
作者创建了一个小的UKL库，在其中放置了特殊的“存根”以掩盖未使用的系统调用。 他们还修改了内核链接程序，以定义新的段类型，例如ELF二进制文件中的TLS（线程本地存储）。 构建过程也进行了修改，现在将应用程序代码，glibc和UKL库组合到一个二进制文件中。
工程师正在解决许多缺点。 例如，他们计划在管理内存分配以简化系统时从内核空间移走
TLS内存，并放弃vmalloc。
意见
红帽开发人员
说 UKL可以作为启动直接与硬件（绕过内核）一起工作的进程的完整替代方案。 原始文章的作者（
第2页 ）指出，在unikernels下，memcached缓存服务的运行速度比在Linux下快200％。
总体而言，IT界也对原始文章的作者的积极回应 。 Hacker News的居民指出，Unikernel的体系结构将大大提高软件环境的安全性。 万一黑客入侵了应用程序，黑客将只能访问其二进制文件。
照片-Jack Young -UnsplashHacker News的一位居民甚至
提出了一个激进的解决方案-将unikernel下的Linux内核从头重写为Rust。 据他介绍，该语言将解决与内存安全性相关
的大量错误。 另一位用户称此主意不错，但
建议等待几年时间让语言开发人员处理库的不稳定性。 尽管一位发烧友
已经在Rust中
编写了他的操作系统。 可以
在GitHub上找到源。
其他实施
UKL不是基于Unikernels的操作系统的唯一实现。 例如，来自弗吉尼亚理工大学，高通公司和德国亚琛的莱茵威斯特法伦技术大学的工程师团队
正在开发类似的解决方案。 他们的轻量级内核称为
HermiTux 。 根据作者的说法，它使您可以在管理程序顶部快速启动应用程序-下载时间不超过0.1秒。 测试环境中的内存消耗为9 MB，比传统的Linux内核少十倍。
提及在OCaml上开发的
MirageOS OS也很有意义。 该内核可以在Xen，KVM，BHyve和VMM（OpenBSD）虚拟机管理程序之上运行，也可以在移动平台上运行。 该系统支持数十个OCaml库，用于执行网络操作（DNS，SSH，OpenFlow，HTTP，XMPP），使用存储和并行数据处理。 可以说MirageOS是第一个成功的unikernels项目之一。 有趣的是，他的博客网站也被实现为Unikernel。
许多组织已经在生产环境中使用了这些操作系统，例如，
剑桥大学 ，
IBM，爱立信和Docker 。 很快会有新的操作系统加入这些操作系统-Unikernel Linux。
我们在公司博客中写的内容：