Выпуск MirageOS 4.0, платформы для запуска приложений поверх гипервизора 30.03.2022 11:30

После полутора лет разработки опубликован выпуск проекта MirageOS 4.0, позволяющего формировать операционные системы одного приложения, в которых приложение поставляется как самодостаточный «unikernel», способный выполняться без применения операционных систем, отдельного ядра ОС и каких-либо прослоек. Для разработки приложений применяется язык OCaml. Код проекта распространяется под свободной лицензией ISC.

Вся низкоуровневая функциональность, свойственная операционной системе, реализована в форме библиотеки, прикрепляемой к приложению. Приложение может быть разработано в любой ОС, после чего компилируется в специализированное ядро (концепция unikernel), которое может запускаться напрямую поверх гипервизоров Xen, KVM, BHyve и VMM (OpenBSD), поверх мобильных платформ, в форме процесса в POSIX-совместимом окружении или в облачных окружениях Amazon Elastic Compute Cloud и Google Compute Engine.

Сгенерированное окружение не содержит ничего лишнего и взаимодействует непосредственно с гипервизором без драйверов и системных прослоек, что позволяет добиться существенного снижения накладных расходов и повышения безопасности. Работа с MirageOS сводится к трём стадиям: подготовка конфигурации с определением используемых в окружении OPAM-пакетов, сборка окружения и запуск окружения. Runtime для обеспечения работы поверх гипервизоров построен на базе ядра Solo5.

Несмотря на то, что приложения и библиотеки формируются на высокоуровневом языке OCaml, итоговые окружения демонстрируют достаточно неплохую производительность и минимальный размер (например, DNS-сервер занимает всего 200 КБ). Упрощается и сопровождение окружений, так как при необходимости обновления программы или изменения конфигурации, достаточно создать и запустить новое окружение. Поддерживается несколько сотен библиотек на языке OCaml для выполнения сетевых операций (DNS, SSH, OpenFlow, HTTP, XMPP, Matrix, OpenVPN и т.п.), работы с хранилищами и обеспечения параллельной обработки данных.

Ключевые улучшения:

Изменён процесс компиляции проектов и unikernel. Вместо ранее применявшейся сборочной системы ocamlbuild задействован инструментарий dune и локальные репозитории (monorepo). Для формирования подобных репозиториев добавлена новая утилита opam-monorepo, позволившая разделить управление пакетами от сборки из исходных текстов. Утилита opam-monorepo выполняет такую работу, как создание lock-файлов для связанных с проектом зависимостей, загрузка и извлечения кода зависимостей и настройка окружения для применения сборочной системы dune. Непосредственно сборка выполняется инструментарием dune.
Предоставлен повторяемый процесс сборки. Использование lock-файлов обеспечивает привязку к версиям зависимостей и позволяет в любой момент полностью повторить процесс сборки с тем же кодом.
Реализован новый процесс кросс-компиляции и обеспечена возможность кросс-компиляции для всех поддерживаемых целевых платформ из одного общего сборочного окружения, в котором в том числе выполняется кросс-компиляция зависимостей и библиотек, имеющих привязки на языке Си, без необходимости добавления этих привязок в основной пакет. Кросс-компиляция организована с использованием рабочих пространств, предоставляемых сборочной системой dune.
Добавлена поддержка новых целевых платформ, например, предоставлена экспериментальная возможность сборки самодостаточных приложений для работы на платах Raspberry Pi 4.
Проведена работа по интеграции частей MirageOS в экосистемы, связанные с разработкой на языке OCaml, для упрощения сборки приложений в форме unikernel. Многие пакеты MirageOS портированы для сборочной системы dune. Утилита opam-monorepo доступна для установки при помощи пакетного менеджера opam и может использовать в проектах, применяющих сборочную систему dune. Для сопровождения патчей, решающих проблемы со сборкой зависимостей в dune, создано два репозитория dune-universe/opam-overlays и dune-universe/mirage-opam-overlays, которые включены по умолчанию при использовании CLI-утилиты mirage.
Упрощена интеграция MirageOS с библиотеками на языках C и Rust.
Предложен новый OCaml runtime, позволяющий обойтись без libc (libc-free).
Предоставлена возможность использования сервиса Merlin для интеграции с типовыми интегрированными средами разработки.

Источник: http://www.opennet.ru/opennews/art.shtml? num=56938