Keine Halluzination: Xen Foundation launcht Cloud Operation System Cloud-Betriebssystem Mirage OS 1.0 vorgestellt

Autor / Redakteur: Thomas Drilling / Florian Karlstetter

Die Xen Foundation hat die stabile Version 1.0 eines auf dem Hypervisor Xen beruhenden Cloud-Betriebssystems Mirage OS vorgestellt, ein weiteres Betriebssystem speziell für Cloud-Umgebungen, das auf einem Unikernel basiert und sich durch Kompaktheit und Schnelligkeit auszeichnet.

Betriebssystem speziell für Cloud-Umgebungen:Mirage OS basiert auf dem Hypervisor Xen und zeichnet sich durch Kompaktheit und Schnelligkeit aus.
Betriebssystem speziell für Cloud-Umgebungen:Mirage OS basiert auf dem Hypervisor Xen und zeichnet sich durch Kompaktheit und Schnelligkeit aus.
(Bild: Xen Foundation)

Sind derzeit zweifelsohne im Trend liegende, abgespeckte Cloud-Betriebssysteme wie Mirage OS nur die nächste durchs IT-Dorf getriebene Sau oder ein angesichts anhaltender Popularität von Clouds lange überfälliger Innovationsschritt, der Cloud-Betriebssystemen eine im Vergleich zu gewöhnlichen virtualisierten Betriebssystemen signifikant höhere Geschwindigkeit und eine geringere Verwundbarkeit beschert?

Cloud-Betriebssysteme und JeOS

So genannte Cloud-Betriebssysteme wie Mirage OS eines sein will sind minimalistische Betriebssysteme, die primär Anwendungen in der Cloud unterstützen. Im Zuge der steigenden Popularität von Clouds gilt unter Fachleuten seit einiger Zeit die Idee als cool und trendy, die in den virtuellen Maschinen laufenden Betriebssysteme funktional abzuspecken. Die Idee dahinter ist, dass die Betriebssysteme in virtuellen Maschinen notwendigerweise immer auf der gleichen standardisierten Hardware laufen und der Kernel des Gastsystems insofern mir viel weniger Ballast auskommt.

Ferner übernimmt in Cloud-Infrastrukturen ohnehin der Hypervisor viele Aufgaben einschließlich des letztinstanzlichen Kontrolle. Aus diesem Ansatz resultieren bereits so genannten Just Enough Operating Systems (JEOS), wie sie von verschiedenen Herstellern propagiert werden. Diese enthalten aber trotzdem noch einen vollwertigen Kernel mit im Großen und Ganzen vollständigen Funktionsumfang, einschließlich wichtiger Userspace-Werkzeuge und können daher wie ein gewöhnliches System fast alle vorstellbaren Anwendungen ausführen. Ein logisches Weiterdenken dieses Ansatzes führt konsequenterweise dazu, die virtuelle Maschine auf nur einen Nutzer und eine einzige Anwendung zu beschränken, wie es derzeit verschiedene Entwicklergruppen und Hersteller tun. Ein Beispiel ist etwa NetBSD mit seinem Rump-Kernel, der wie Mirage OS für den Einsatz mit Xen konzipiert ist.

OSv 0.1.1

Erst im September dieses Jahres hat eine Entwicklergruppe um Pekka Enberg beispielsweise OSv 0.0.1 angekündigt. Pekka Enberg war bereits im März 2011 an der Initiierung einer explizit an KVM angepassten virtuellen Maschine mit der Bezeichnung „Native Linux KVM Tool“ beteiligt. OSv wiederum ist ein für das Ausführen nur einer Anwendung in einer virtuellen KVM-Maschine optimiertes Betriebssystem und wie die BSD-Lizenz signalisiert, keineswegs nur ein abgespeckter Linux-Kernel.

OSv ist in großen Teilen eine Neuentwicklung und vollständig in C++ geschrieben, nutzt aber auch Teile von FreeBSD mit ZFS als Dateisystem. Laut Ansicht der OSv-Entwickler erreicht das System eine höhere Geschwindigkeit als gewöhnliche virtualisierte Betriebssysteme, weil es unter anderem auf das Trennen von Kernel- und Anwendungsspeicher verzichtet, da es nur für das Ausführen einer einzigen Anwendung konzipiert ist. Verantwortlich für OSv ist die erst vor wenigen Tagen der Linux Foundation beigetretene Firma Cloudius Systems, bei der außer Enberg noch viele weitere bekannte Linux- und KVM-Entwickler auf der Gehaltsliste stehen, darunter Christoph Hellwig Glauber Costa oder Avi Kivity.

Während das derzeit nur im Quellcode auf Github erhältliche OSv primär aus dem Dunstkreis der KVM-Entwickler stammt und zumindest im Augenblick nur unter KVM/Qemu und Amazon EC2 läuft wird das jetzt angekündigte Mirage OS bereits seit 2009 vorrangig an der Universität Cambridge unter dem Dach der Xen Foundation entwickelt.

Auf der nächsten Seite erfahren Sie mehr über die Funktionen von Mirage OS 1.0 und mögliche Anwendungsbeispiele.

Mirage OS 1.0

Das auf der Webseite der Xen Foundation vorgestellte Mirage OS 1.0 läuft auf x86- und ARM-Plattformen und ist in der Programmiersprache Ocaml geschrieben. Auch Mirage OS verzichtet zugunsten eines Unikernels auf einen herkömmlichen Kernel, was das System enorm kompakt macht, weil der Unikernel neben der Applikation selbst nur die essentiell notwendigen Teile des Betriebssystems enthält.

So lassen sich mit Mirage OS dank geringerem Overhead schlanke und kostengünstige Systeme bauen, die zudem deutlich weniger RAM und Speicherplatz benötigen als Cloud-Anwendungen, die auf ein normales Betriebssystem aufsetzen.

Als ein exemplarisches Anwendungsbeispiel verweist die Produktankündigung auf der Webseite von OpenMirage. Diese sei auf Amazon EC2 gehostet, einschließlich sämtlicher Inhalte etwa ein Megabyte groß und boote in knapp einer Sekunde. Als weiteres Beispiel für die Leistungsfähigkeit von Mirage OS führt die Ankündigung von Mirage OS 1.0 einen Nameserver an, der angeblich wesentlich mehr Anfragen pro Sekunde bedient, als der klassische Unix-Nameserver BIND. Zu Testzwecken können Mirage-Systeme als Benutzerprozesse unter Linux und OS X ausgeführt werden.

Im Gegensatz zu OSv setzt Mirage OS auf Xen auf und stellt essentielle Funktionalitäten, wie zum Beispiel die eines Netzwerk-Stacks in Form von Bibliotheken zur Verfügung. Es gibt bereits Implementationen von TCP/IP, OpenFlow, DNS, HTTP, XMPP, SSH und einer Reihe weiterer Protokolle, einschließlich eines Kommunikationsprotokolls für virtuelle Maschinen, die allesamt in Form von knapp 50 Bibliotheken, ebenfalls in der Sprache Ocaml realisiert sind.

Diese erleichtern es Entwicklern, Applikationen mit den erforderlichen Betriebssystemfunktionen auszustatten und zu einem Standalone-Unikernel zu kompilieren, der dann direkt auf dem Xen-Hypervisor läuft. Auch Mirage OS ist auf Github zuhause und verwendet die von der Open Source Initiative anerkannte ISC-Lizenz. Weitere Einzelheiten finden sich in den Release-Notes. Mit Hilfe eines eigenen Tutorial-Images für VirtualBox und einem SSH-Client lässt sich Mirage OS hier geführt ausprobieren.

Präsentation von OSv von der Konferenz CloudOpen

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