22、自管理微内核与主动式软件 rejuvenation 技术解析

自管理微内核与主动式软件 rejuvenation 技术解析

1. 内核架构与系统调用

在操作系统中，上下文切换是一个关键问题。由于缺乏更高级别的管理系统（如内核）对该级别进程的监督，上下文切换会增加每个核心的延迟。因此，每个核心的子内核基础设施的更改量应保持在最低限度。进程在各个核心之间的分布不仅取决于段之间的关系和相应缓存的大小限制，更重要的是子内核段的功能分布。

系统过程调用可导致以下三种类型的调用：
| 调用类型 | 特点 | 优缺点 |
| ---- | ---- | ---- |
| 本地处理（使用相应核心的缓存） | 最有效、最快的调用方式 | 优点：速度快；缺点：会导致与分段进程相同的一致性问题 |
| 本地处理（进行上下文切换） | 由处理调用过程的同一核心执行，但需从中央内存（或其他位置）加载系统过程 | 优点：减少一致性问题；缺点：增加调用过程执行的延迟 |
| 调用转发到主内核的核心 | 类似于在单体实例中，系统过程调用可转发到主内核实例 | 优点：减少“集中式”系统调用的平均数量，降低冲突风险；缺点：失去分布式内核的优势，增加延迟 |

在所有情况下，操作系统必须能够优先处理“活动”进程而非“等待”进程，例如通过基于事件的系统。

2. 本地私有云（或微型云）

当前的云系统资源管理方法大多采用高级别方式，假设操作系统处理简单的多核平台，主要云功能作用于多个实例（PC、服务器）而非多个核心本身。大多数云系统主要关注水平弹性（在多个系统上进行进程/数据复制），而对垂直弹性（增加单个实例的资源投入）关注较少。

将业务外包到云的主要动机是本地资源基础设施