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Última revisión de 19:13 16 feb 2009
Investigación en Sistemas Operativos
Laboratorio de Investigación en Nuevas Tecnologías Informáticas
La rápida evolución en las tecnologías de hardware, las redes de datos y el diseño del software de usuario contrasta con el hecho de que el diseño del kernel y los mecanismos que implementan la protección y virtualización de los recursos, en los sistemas operativos actuales, no hayan tenido avances significativos en las últimas tres décadas.
Esta línea de investigación se enfoca en identificar, proponer y evaluar nuevas características relacionadas con la performance y escalabilidad del kernel Linux, teniendo en cuenta los nuevos desafíos que presentan las arquitecturas multicore y la computación centrada en las redes a los sistemas operativos de la próxima generación.
Nuevas técnicas de virtualización
Recientemente, dos nuevas técnicas de virtualización han logrado un nivel de performance sorprendente con respecto a la performance en la ejecución nativa. La paravirtualización y la virtualización asistida por hardware, por separado o combinadas (virtualización cooperativa), se posicionan como una nueva capa de abstracción estándar que revolucionará la estructura de los centros de cómputos gracias a la consolidación del hardware, un mayor nivel de seguridad y redundancia, la reducción en el uso de energía, la migración de hosts virtuales sin interrumpir los servicios, etc. La línea de trabajo se enfoca en comparar las técnicas alternativas, evaluar la integración de esta funcionalidad en el kernel y detectar las opciones que ofrecen las arquitecturas multicore a éstas tecnologías.
Un kernel asimétrico y activo
Un kernel activo es una evolución del modelo de kernel vertical y propone dedicar CPUs o cores a realizar exclusivamente actividades del kernel. Al ser un agente activo, es posible que el kernel se comunique con el hardware y el espacio de usuario utilizando mecanismos alternativos, menos costosos que los actuales (interrupciones por hardware y software). Nuestro trabajo se centra en el estudio de las posibilidades que ofrecen estos conceptos en el tratamiento de la entrada/salida de red. Sin embargo, se han identificado posibles aplicaciones en otros dominios (virtualización, tiempo real, etc).
Llamadas al sistema asincrónicas y basadas en memoria compartida
La semántica de pasaje de parámetros puede tener un impacto significativo en la eficiencia de la transferencia de datos entre el kernel y las aplicaciones. La línea de trabajo se centra en ideas alternativas orientadas a incrementar la eficiencia del kernel Linux en el manejo de entrada/salida, relacionadas principalmente con la posibilidad de realizar operaciones vectorizadas (lo que favorece las operaciones scatter-gather) y utilizando memoria compartida entre el kernel y el espacio de usuario, para evitar las copias físicas en memoria de un dominio de protección al otro. Además, para lograr mayor escalabilidad, evitando el overhead que implica el scheduling de grandes cantidades de threads, se están evaluando APIs que poseen una semántica de entrada/salida asincrónica para operaciones de sockets y archivos.
Artículos
grid-virtualization relationship report
slides lguest (hypervisor implementation example)
Informe Hardware Assisted Virtualization -- Intel VMX (en inglés)
Tesis de grado: Performance y Escalabilidad del kernel Linux aplicado a redes de alta velocidad
Informe Checkpoint/Restart de procesos
Informe Supercomputadoras top 500
Informe Concurrencia y Sincronización en el kernel Linux
Informe Manejo de buffers de entrada salida en GNU/Linux
Informe Compresión en filesystem para memoria flash -- OLPC
sitio en construcción contacto: matiasz (AT) info.unlp.edu.ar