外核架构Exokernel和Unikernel
Abstract
看到云服务这种”单一”功能的属性，unikernel应运而生。不同于传统虚拟机，unikernel为这样云环境做性能、运营、安全、开销等方面的优化。其核心思想就是既然云服务器的使用者仅需要单一的功能，那我们就提供一个功能比较单一的、编译时功能确定的、更轻量更安全的操作系统和配套设施(library)。lib就相当于现在(2021)我们说的”系统生态/软件”，用户可以根据lib随意搭配自己的unikernel。
Preface
内核对硬件资源进行抽象，抽象必然代理损失。因为只有应用才知道自己需要什么，没有一种抽象是全能的。
Overview
- Exokernel将管理和保护分离，内核只复制资源的保护，不负责资源的管理
- Exokernel要实现的保护功能：
- 追踪资源所有权
- 保证资源的保护(拥有权)
- 回收资源的访问权
- 资源与应用绑定，内核需要回收资源的能力防止问题应用
- 可用性:
- 隔离性: 防止相互
Exokernel + LibOS
exokernel不再提供抽象，难道应用要真正从0开发？答案是exokernel将硬件抽象以库的方式提供给用户, 即LibOS。用户可以根据需要定制地选择所需的库或者自己实现。
即：高度定制与通用LibOS的tradeoff
Unikernel架构
思路: 一个应用单独运行一个虚拟机，则应用直接运行在虚拟化提供的内核态(保证了隔离)，而原本的操作系统只剩下服务该应用的功能，成为Unikernel(每个应用不同)
- 虚拟机 = 应用
- 虚拟机底层基于exokernel
- LibOS = Unikernel
- 虚拟机保证隔离性
- 容器
- 每个容器运行定制的Unikernel提高性能
亮点与不足
- 亮点
- 极致微内核
- 无抽象
- need no full feature and portable
- 缺点
- 应用决定，开发难度大
- 定制多，维护难，生态难统一
收获
- 只有用户才知道自己需要什么，比如DBMS中很多bypass。
- 抽象的代价
- 虚拟化提供退unikernel的隔离
- 以前有，为何不做?不火?better solution?