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開源2007內核、虛擬化和移動領域均有突破

 2007年的開源世界,依舊熱鬧與繁華,在傳統Linux內核領域出現了一些新技術,包括電源管理、內核性能優化等。在人們熱議的虛擬化技術領域,開源虛擬化一如前兩年,繼續成為眾多社區成員和學院派人士的青睐,正一路高歌猛進。

  開源世界還有一件在2007年不得不提的大事,那就是移動及因特網Linux項目,英文稱之為Moblin。

  Linux內核

  2007年,一件萦繞在Linux內核社區至少3年的無定時中斷補丁程序終於部分被采納了。最終采納的方案雖然沒徹底去掉定時時鐘中斷,但操作系統在空閒時會關掉定時時鐘中斷(正式名稱為無定時空閒),使處理器在空閒時進入深睡眠狀態,而不用處於隨時被喚醒的淺睡眠狀態,從而節約處理器電源,這使Linux在電源管理方面又大大前進了一步。這一改動對於移動設備非常重要,當然,傳統 Linux電源管理和電源管理策略也同時得到了進一步完善。

  Linux內核的性能始終是社區關注的另一個熱點。Linux 2.6內核采用了多種優化方式努力提高系統性能。在進程調度方面,內核還引入了模塊化的調度架構。這個可擴展的層次結構把內核中的進程調度算法組織起來並且為將來向內核中添加新進程調度算法提供了方便。在2.6.23之前,內核性能主要集中在服務器平台,自從2.6.23,內核采用了全新的完全公平進程調度器,以便更好地支持桌面應用。

  展望未來,Linux內核將會在擴展性、文件系統、虛擬化、進程調度等領域繼續得到加強。在向上擴展性方面,Linux已能較好工作在具有512個處理器平台上,但是對更大的系統會有較大的性能問題。這個問題預計隨著NUMA架構的普及在未來一年得到重視和解決。在向下擴展性方面,在一些小系統及嵌入式系統中,Linux也還有很多需要改進。

  在文件系統方面,隨著硬盤變得越來越大,閃存盤不斷普及,文件系統方面的改進勢在必行。ext4文件系統可能在不遠的將來出現以支持更大的分區。一些新文件系統如LogFS、chunkfs/tilefs、Btrfs會得到進一步發展和應用。

  同時一些新的設備和設備驅動程序將不斷出現,特別是無線設備方面。在顯卡驅動方面,我們希望看到有更多的顯卡廠商能推出開源的顯卡驅動程序。今天,所有Intel顯卡已做到驅動程序完全開源,但有些廠商的驅動程序還在使用二進制模塊,有些則部分開源。

  除了以上這些技術方面動作外,今年開源界另一大事莫過於GPL版本3的發布。由於 Linux內核顯示的標明采用GPL版本2的軟件授權方式,加之Linus Torvalds本人對GPL版本3並不十分欣賞,若想使采用GPL版本2的Linux內核代碼轉向采用GPL版本3,將會遇到非常大的困難。

  虛擬化

  回顧2007年開源世界虛擬化技術之前,我們不得不回顧2006年。2006年的兩個事件極大影響了虛擬化技術在開源社區的發展:

  ◆Kernel Summit上,Rusty Russell提出“paravirt_ops”,使同一個Linux內核不經修改運行在不同Hypervisor上成為可能,同時也解決了長期以來VMWare和Xen在泛虛擬化實現方法方面的爭論;

  ◆Avi Kivity發布了KVM。KVM利用硬件支持的虛擬化技術實現了基於Linux主機的虛擬化實現,並迅速被Linux內核社區接受。

  對KVM而言,2007年顯然得到了長足發展。2006年KVM取得了:更穩定的系統、更好的性能、更多的客戶機操作系統類型的支持、SMP客戶機的支持及跨體系結構支持。

  2007元旦剛過,Ingo Molner就發布了針對KVM的泛虛擬化支持;2月,內核2.6.20正式發布,Linux通過KVM實現了對虛擬化的支持。回想Xen為能進入Linux內核所做的努力,我們不得不驚訝於這一速度。

  Xen在2007年依然保持了高速發展,最新發布版本是3.1.2,並且Xen社區准備在年底發布3.2版本。在不斷修正錯誤以提高穩定性的同時,越來越多的功能被加入到Xen的發布版本(Xen unstable tree),包括:XenAPI的集成以提供更好的VM管理;HVM客戶機的實時遷移;32位PV客戶機在64位HV上的支持;Intel VT-d技術的支持使HVM客戶機可直接使用物理設備;硬件內存虛擬化技術的支持以提高內存虛擬化的性能等。

  關於虛擬化環境下的電源管理開始進行討論,部分已經被集成到了Xen源代碼;NetChannel2利用新的網絡硬件技術,為Xen提供了更好網絡支持。同時更多的架構和更多的虛擬化方案提供商開始加入到Xen解決方案中。

  Xen基於paravirt_ops的實現也被集成進了2.6.23的Linux內核裡,盡管只是非常基本的支持,但畢竟是一個好的開端。在2008年,可以預見更多基於Xen實現的的內核程序被接受,特別是對Dom0的實現。

  內核社區關於虛擬化的另一討論就是對IO虛擬化的統一。目前各種 Hypervisor都實現了各自I/O虛擬化方法。針對這種現狀,Rusty Russell提出Virtio概念並提供了塊設備和網絡設備的范例驅動程序,Virtio通過針對不同HV的虛擬IO層及其上統一的Linux驅動,以實現對虛擬IO的單一機制。當然,這種努力仍處於早期階段,估計在2008年會得到解決。

  Linux世界的虛擬化實現遠非KVM/Xen兩家爭雄的簡單局面。VMWare 基於paravirt_ops的VMI接口已被集成進內核2.6.21版本,而VMWare也已在其VMWare workstation 6.0上提供對VMI接口支持。lguest也已被集成進Linux內核。

  在Linux社區外,Innotek在2007年1月提供了VirtualBOX 的開源版本 (VirtualBOX OSE),除一些針對企業客戶的特性外,開源版本的VirtualBOX與完整的VirtualBOX包完全相同,而VirtualBOX最讓人感興趣的,並不只是二進制翻譯技術,而且它可運行在Mac系統上。另外Google也開始進入虛擬化世界,提供基於Xen的虛擬服務器管理工具Ganeti。

  移動及因特網Linux

  2007年Intel向社區宣布了新開源項目Moblin,和開源社區竭誠合作,為促進移動Linux革新做出不懈努力。Moblin項目主要為移動設備,數字醫療與數字家庭設備等消費類電子產品提供互操作與可伸縮的創新解決方案。 Moblin旨在為移動設備開發合適的Linux系統與應用,這包括開源的解決方案、工具和一個框架結構。在這個框架內,開源社區可以分享技術、創意及使用模型。

  英特爾在4月的開發者論壇上發布了移動因特網設備MID,第一款移動互聯網產品預計在2008推出。Linux是MID的首選操作系統,Moblin就是首先為MID量身定做,當然Moblin也可應用到其它消費類電子產品。

  Moblin還應用於汽車導航定位等領域。車載領域中汽車供應商可以通過建立Intel架構在車載的信息娛樂平台,應用嵌入式linux把資訊機會變成現實,豐富導航、定位、內容和應用等車載服務。

  Moblin采用Linux內核,但在下列幾個方面進行了提高:Linux內核、電源管理策略、用戶界面架構、多媒體、浏覽器等。

  內核方面,不同於PC、MID設備和消費類電子產品通常會有跟標准PC不同的特殊的硬件部件,因此moblin項目建立了內核子項目以適應這些硬件平台的不同。

  電源管理方面,由於移動設備和消費類電子設備均采用電池供電,對電源效率極其敏感。 Moblin對Linux的現有電源管理能力進行了擴充和加強,以提供廣泛、強健和可擴展的電源管理框架。用戶界面架構子項目則很容易理解,MID設備和消費類電子產品通常不具有如PC那樣的大屏幕,因此必然需要在用戶界面上量身定做。

  在多媒體方面,MID設備和消費類電子產品具有很強的需求,同時兼有移動特點,因此Moblin在多媒體內容管理和框架支持上都有獨特地方。作為移動互聯網設備,互聯網浏覽器的角色至關重要,直接關系到Moblin的普及。對基於 Mozilla浏覽器軟件進行改進以適應MID設備和消費類電子產品自然是一個重中之重。

  回顧2007年,Moblin有了一個很好的開始,我們估計2008年Moblin將會有一個極大提高,各種基於Moblin的設備也將大量出現,讓我們拭目以待

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