クラウド向けOS（？）Unikernelとは何か

PAAKのLT会で使ったやつ

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1. TECH LAB PAAK LT会 @garasubo 15/08/01
2. クラウド向けOS(？) Unikernelとは何か
3. クラウド環境でのアプリケーション • アプリケーションごとにVM を立ち上げる • VMのサイズが大きい • 起動時間が長い • セキュリティの問題 無駄が多いのでは？ Anil et al. “Unikernels: Library Operating Systems for the Cloud”, ASPLOS ’13
4. Library OS • 1990年代に登場した概念 • OSをライブラリとして実装し、最低限のハー ドウェア排他制御しかしない • パフォーマンスが圧倒的に向上 • e.g. Exokernel • デバイスドライバのサポートが大変 • パフォーマンスよりアプリケーションの独立性 のほうが大事 あまり普及せず・・・
5. Unikernel • Library OSを仮想環境上で動かす • デバイスドライバはハイパーバイザが提供するもの を使う • アプリケーション（プロセス）は１つしか使えない • 複数アプリケーションを動かしたければその数だけ Unikernelを立ち上げればよい • Xen ProjectがUnikernelという名称で呼んでいる 仮想化環境上ならばLibrary OSの概念は有効では！？
6. Mirage OS • OCamlで主に書かれ ているOS • OCamlのアプリケー ションが動作 • バイナリサイズが圧倒 的に小さくなる • DNSやWeb Serverが 150KBほど • OCamlで書かれてい るので型安全 Anil et al. “Unikernels: Library Operating Systems for the Cloud”, ASPLOS ’13
7. OSv • POSIX-APIを提供し、従来アプリケーションと の互換性を確保 • 専用APIもあり、そちらのほうがパフォーマンスは向 上する • Mirage OSの場合、全部書き直し • JavaやRubyのプログラムも動く • バイナリサイズはMirage OSほどではないが軽量 • memcachedが11MB http://osv.io/
8. Unikernelの応用 • 起動が早い、軽量であるという性質は組込みで も有用 • Jitsu[Anil ’15] • ARMボード上でXenを動かし、動的にUnikernelを起動す ることで高速にサービスを提供 • デバイスドライバさえ何とかなればハイパーバ イザを介さず直接動作可能 • Rump Kernel+Mirage OS • Rump KernelがNetBSDのデバイスドライバを提供する クラウド向けOSと表現するのは安直
9. 参考文献 • T.E. Anderson, “The case for application- specific operating systems”, Third Workshop on Workstation Operating Systems, 1992 • Anil Madhavapeddy et al. “Unikernels: library operating systems for the cloud”, ASPLOS '13 • Avi Kivity et al. “OSv—Optimizing the Operating System for Virtual Machines”, ATC ’14 • Anil Madhavapeddy et al. “Jitsu: Just-In-Time Summoning of Unikernels”, NSDI ’15