Υλοποίηση Ελαστικής Μνήμης Utmem σε Περιβάλλον Unikernel

Abstract

Με την σταδιακή μετακίνηση της επεξεργασίας των δεδομένων και της εκτέλεσης των εφαρμογών από τοπικά υπολογιστικά συστήματα σε εικονικοποιημένα cloud συστήματα, γίνεται εμφανές πως τα συμβατικά λειτουργικά συστήματα αδυνατούν να επιτελέσουν αποδοτικά τον ρόλο τους. Σχεδιασμένο δεκαετίες πριν, ένα συμβατικό λειτουργικό σύστημα εισάγει περιττές εξαρτήσεις, αυξημένες ανάγκες σε υπολογιστικούς πόρους και χρονικές επιβαρύνσεις κατά την εικονικοποιημένη εκτέλεσή του στο cloud. Η τεχνολογία των unikernel στοχεύει στην εξάλειψη των ανώτερων προβλημάτων, δημιουργώντας μια ελαφριά, εξειδικευμένη και ταχύτατη εικονική μηχανική. Τα περιβάλλοντα unikernel επιτρέπουν την εκτέλεση μιαςμοναδικής εφαρμογής και ταιριάζουν καλύτερα στο cloud περιβάλλον. Ταυτόχρονα, η εικονικοποίηση των υπολογιστικών συστημάτων οδηγεί αναπόφευχτα σε μη βέλτιστη χρησιμοποίηση των διαθέσιμων πόρων, και ειδικά της μνήμης. Ο μηχανισμός διαχείρισης μνήμης utmem εκμεταλλεύεται την συνεργασία μεταξύ του εικονικοποιημένου συστήματος και του επόπτη, εφαρμόζοντας τεχνική παραεικονικοποίησης, με σκοπό την αυξημένη απόδοση χρήσης της μνήμης από τις εικονικοποιημένες εφαρμογές. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη των χαρακτηριστικών και της φιλοσοφίας διάφορων unikernel περιβάλλοντων, καθώς και του μηχανισμού της utmem με τελικό στόχο την ενσωμάτωση του τελευταίου σε κάποιο unikernel πλαίσιο. Τέλος, αποτιμάται πειραματικώς η χρηστική αξία του εν λόγω συνδυασμού των δύο αυτών καινοτόμων τεχνολογιών, ως προς συμβατικά περιβάλλοντα εικονικοποίησης και περιβάλλοντα lightweight εικονικοποίησης.