Unikernel的研究及其进展

Unikernel是一种专门定制、优化的轻量级虚拟机,在云环境中,它能够解决由传统虚拟机带来的资源消耗大、低效率、低安全性的问题,有望成为超越Docker的下一代轻量级微服务系统架构。目前,Unikernel开源项目较多,技术呈现复杂性和多样性,使得研究人员和开发人员难以准确理解和把握。为此,首先介绍了Unikernel的基本概念和基本特点;然后总结出了Unikernel的系统架构,并详细阐述了Unikernel关键技术的研究工作进展,包括应用层、库操作系统层和平台适配层;最后结合已有的研究成果,探讨了Unikernel的研究方向及其面临的机遇和挑战。     

库操作系统的研究及其进展

最早的库操作系统(Library OS,LibOS)基于外内核架构,目的是验证在用户空间管理系统资源的可行性和高性能性。但是,由于外内核还停留在研究上,实际应用中仍以宏内核和混合内核为主,因此LibOS一开始并没有引起学术界和产业界的过多关注。伴随云计算的快速发展和物联网的兴起,为了构建安全高效的Unikernel云服务和物联网微服务,LibOS成为了新的研究热点。首先总结了LibOS的基本定义和基本特点;然后提出了LibOS分类模型;接着总结了LibOS的系统架构,并详细阐述了LibOS的关键技术,包括LibOS内核基中的线程管理、CPU调度和虚拟内存管理以及LibOS功能系中的网络服务功能、文件I/O功能和设备访问功能等;最后结合已有的研究成果,探讨了LibOS面临的问题和挑战。