Arrakis: The Operating System Is th

Arrakis: The Operating System Is the Control Plane
SIMON PETER, JIALIN LI, IRENE ZHANG, DAN R. K. PORTS, DOUG WOOS, ARVIND KRISHNAMURTHY, and THOMAS ANDERSON, University of Washington TIMOTHY ROSCOE, ETH Zurich
Recent device hardware trends enable a new approach to the design of network server operating systems. In a traditional operating system, the kernel mediates access to device hardware by server applications to enforce process isolation as well as network and disk security. We have designed and implemented a new operating system, Arrakis, that splits the traditional role of the kernel in two. Applications have direct access to virtualized I/O devices, allowing most I/O operations to skip the kernel entirely, while the kernel is re- engineered to provide network and disk protection without kernel mediation of every operation. We describe the hardware and software changes needed to take advantage of this new abstraction, and we illustrate its power by showing improvements of 2 to 5× in latency and 9× throughput for a popular persistent NoSQL store relative to a well-tuned Linux implementation.
CCS Concepts: r Software and its engineering → Operating systems; Input/output; r Information systems→Storagevirtualization; rNetworks→Networkservers; Cloudcomputing;
Additional Key Words and Phrases: Kernel bypass, I/O virtualization, SR-IOV
ACM Reference Format:
Simon Peter, Jialin Li, Irene Zhang, Dan R. K. Ports, Doug Woos, Arvind Krishnamurthy, Thomas Anderson, and Timothy Roscoe. 2015. Arrakis: The operating system is the control plane. ACM Trans. Comput. Syst. 33, 4, Article 11 (November 2015), 30 pages.
DOI: http://dx.doi.org/10.1145/2812806

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

Arrakis: ระบบปฏิบัติการเป็นเครื่องบินควบคุมซีโมนเปโต JIALIN LI, IRENE ZHANG พอร์ตคุณ R. ด่าน ดั๊ก WOOS, KRISHNAMURTHY แฟรงก์เฟิร์ต เยอรมนี และโทมัสแอนเดอร์สัน มหาวิทยาลัยวอชิงตันทิโมธี ROSCOE, ETH Zurichแนวโน้มล่าสุดอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์เปิดแนวทางใหม่ในการออกแบบของระบบปฏิบัติการเครือข่ายเซิร์ฟเวอร์ ในระบบปฏิบัติการแบบดั้งเดิม เคอร์เนล mediates เข้าถึงอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ โดยโปรแกรมประยุกต์เซิร์ฟเวอร์เพื่อบังคับใช้การแยกกระบวนการตลอดจนความปลอดภัยของเครือข่ายและดิสก์ เรามีการออกแบบ และดำเนินการระบบปฏิบัติการใหม่ Arrakis ที่แยกบทบาทดั้งเดิมของเคอร์เนลในสอง โปรแกรมประยุกต์ที่มีการเข้าถึงอุปกรณ์ I/O เสมือนจริง ทำให้การดำเนินการ I/O ส่วนใหญ่ข้ามเคอร์เนลทั้งหมด ในขณะที่เคอร์เนล ใหม่-เพื่อให้การปกป้องเครือข่ายและดิสก์ไม่ไกล่เกลี่ยเคอร์เนลของการดำเนินการทุก เราอธิบายการเปลี่ยนแปลงฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่จำเป็นในการใช้ประโยชน์จากนามธรรมใหม่นี้ และเราแสดงให้เห็นถึงอำนาจของตน โดยแสดงการปรับปรุง 2 ถึง 5 ×ในเวลาแฝงและ 9 ×อัตราสำหรับ NoSQL ถาวรนิยมเก็บเมื่อเทียบกับการใช้งาน Linux ปรับปรุงแนวคิดของ CCS: r ซอฟต์แวร์และระบบปฏิบัติการ→วิศวกรรม เอาท์พุต r systems→Storagevirtualization ข้อมูล rNetworks→Networkservers Cloudcomputingคำสำคัญและวลีเพิ่มเติม: เคอร์เนลข้าม I/O เสมือน sr IOVรูปแบบการอ้างอิง ACM:Simon Peter, Jialin Li, Irene Zhang พอร์ตคุณ R. ด่าน ดั๊ก Woos แฟรงก์เฟิร์ต เยอรมนี Krishnamurthy, Thomas Anderson และทิโมธี Roscoe 2015. Arrakis: ระบบปฏิบัติการเป็นเครื่องบินควบคุม ACM โอนย้ายกล้องถ่ายภาพ Syst. 33, 4, 11 บท (2015 พฤศจิกายน), 30 หน้าดอย: http://dx.doi.org/10.1145/2812806

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

อาร์ราคิ:
ระบบปฏิบัติการเป็นเครื่องบินควบคุมเตอร์SIMON, Jialin LI, IRENE เตียว, DAN RK พอร์ตดั๊กจีบ, ARVIND Krishnamurthy และโธมัสแอนเดอมหาวิทยาลัยวอชิงตันทิโมธี ROSCOE,
ผลประโยชน์ทับซ้อนซูริแนวโน้มอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ล่าสุดทำให้เกิดวิธีการใหม่เพื่อการออกแบบของเซิร์ฟเวอร์เครือข่ายระบบปฏิบัติการ ในระบบปฏิบัติการแบบดั้งเดิมเคอร์เนลไกล่เกลี่ยการเข้าถึงอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์โดยการใช้งานเซิร์ฟเวอร์ในการบังคับใช้การแยกกระบวนการเช่นเดียวกับการรักษาความปลอดภัยของเครือข่ายและดิสก์ เราได้รับการออกแบบและดำเนินการระบบปฏิบัติการใหม่อาร์ราคิที่แยกบทบาทดั้งเดิมของเมล็ดในสอง การประยุกต์ใช้งานมีการเข้าถึงโดยตรงเสมือนจริงอุปกรณ์ I / O ที่ช่วยให้ I / O การดำเนินงานที่จะข้ามเคอร์เนลทั้งหมดในขณะที่เมล็ดเป็นอีกครั้งการออกแบบมาเพื่อให้เครือข่ายและการป้องกันดิสก์โดยไม่ต้องไกล่เกลี่ยเคอร์เนลของการดำเนินการทุก เราอธิบายฮาร์ดแวร์และซอฟแวร์การเปลี่ยนแปลงที่จำเป็นในการใช้ประโยชน์จากสิ่งที่เป็นนามธรรมใหม่นี้และเราแสดงให้เห็นถึงอำนาจของตนด้วยการแสดงการปรับปรุง 2-5 เท่าในความล่าช้าและ 9 ×ผ่านสำหรับร้าน NoSQL นิยมถาวรเมื่อเทียบกับการใช้งานลินุกซ์ที่ดีปรับ
CCS แนวคิด: อาซอฟแวร์และวิศวกรรม→ระบบปฏิบัติการของตน อินพุต / เอาต์พุต; อาระบบข้อมูล→ Storagevirtualization; rNetworks → Networkservers; Cloudcomputing;
คำสำคัญและวลีเพิ่มเติม: บายพาสเคอร์เนล, I / O virtualization, SR-IOV
ACM รูปแบบอ้างอิง:
ไซมอนปีเตอร์ Jialin ลี่ไอรีนจางพอร์ตแดน RK ดั๊กดึงดูดนัก, Arvind Krishnamurthy โทมัสแอนเดอรอสโคและทิโมธี ในปี 2015 อาร์ราคิ: ระบบปฏิบัติการเป็นเครื่องบินควบคุม ACM ทรานส์ คอมพิวเต Syst . 33, 4, มาตรา 11 (พฤศจิกายน 2015), 30
หน้าดอย: http://dx.doi.org/10.1145/2812806

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

arrakis : ระบบปฏิบัติการเป็นเครื่องควบคุมซีโมนเปโตร Jialin หลี่ ไอรีน จาง , พอร์ต , แดน . . . ดั๊กตามจีบ krishnamurthy เออร์วินด์ และ โทมัส แอนเดอร์สัน มหาวิทยาลัยวอชิงตัน ทิโมธี รอสโค ซูริคแนวโน้มอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ล่าสุดเปิดแนวทางใหม่ในการออกแบบของเซิร์ฟเวอร์เครือข่ายระบบปฏิบัติการ ในระบบปฏิบัติการแบบดั้งเดิม , เคอร์เนล mediates เข้าถึงอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์โดยโปรแกรมเซิร์ฟเวอร์ที่จะบังคับใช้การแยกกระบวนการรวมทั้งเครือข่ายและการรักษาความปลอดภัยดิสก์ เราได้ออกแบบและพัฒนาระบบงานใหม่ arrakis ที่แยกบทบาทดั้งเดิมของเคอร์เนลใน 2 การใช้งานได้โดยตรง การเข้าถึงสำหรับอุปกรณ์ I / O , I / O การอนุญาตให้มากที่สุดเพื่อข้ามโปรแกรม ทั้งหมดในขณะที่เคอร์เนลจะ re - ออกแบบมาเพื่อให้เครือข่ายและการป้องกันดิสก์โดยเคอร์เนลการไกล่เกลี่ยของทุกงาน เราอธิบายฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ และการเปลี่ยนแปลงที่จำเป็นเพื่อใช้ประโยชน์จากแนวคิดใหม่นี้ และเราแสดงให้เห็นถึงพลังของมัน โดยแสดงการปรับปรุง 5 ×ในความล่าช้าและ throughput × 9 นิยมถาวร nosql ร้านเทียบกับปรับดี Linux ใช้งานแนวคิดการพัฒนาซอฟต์แวร์และวิศวกรรม : R → keyboard - key - name ระบบปฏิบัติการ อินพุต / เอาต์พุต ; storagevirtualization ระบบ→ keyboard - key - name ข้อมูล R rnetworks → keyboard - key - name networkservers คลาวด์คอมพิวติ้ง ; ;คำสำคัญและวลีเพิ่มเติม : เคอร์เนลบายพาส , I / O virtualization , sr-iovรูปแบบการอ้างอิง ACM :ซีโมนเปโตร Jialin หลี่ ไอรีน จาง , พอร์ต , แดน อาร์ เค ดั๊ก ตามจีบ เออร์วินด์ krishnamurthy โทมัส แอนเดอร์สัน และทิโมธี รอสโค่ 2015 . arrakis : ระบบปฏิบัติการเป็นเครื่องควบคุม พลอากาศเอก trans . คอมพิวเตอร์ . ระบบ . 33 , 4 , มาตรา 11 ( พฤศจิกายน 2015 ) , 30 หน้า .ดอย : http://dx.doi.org/10.1145/2812806