深度解讀火山引擎官方操作系統(tǒng)veLinux

veLinux 是火山引擎推出的開(kāi)源 Linux 操作系統(tǒng)，由字節(jié)跳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)與工程團(tuán)隊(duì)（System Technologies & Engineering，簡(jiǎn)稱(chēng) STE）主導(dǎo)研發(fā)，廣泛集成了字節(jié)跳動(dòng)多年來(lái)在支撐海量業(yè)務(wù)和億級(jí)并發(fā)上的系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。致力于為用戶(hù)提供穩(wěn)定、高性能、安全、易用的 Linux 操作系統(tǒng)選擇，提供全生命周期管理的完整解決方案和企業(yè)級(jí)服務(wù)支持。

自火山引擎開(kāi)服以來(lái)，veLinux 支撐了包括容器服務(wù)、機(jī)器學(xué)習(xí)平臺(tái)、大數(shù)據(jù)服務(wù)等大量公有云上業(yè)務(wù)，是火山引擎官方操作系統(tǒng)，為火山引擎各個(gè)云產(chǎn)品提供穩(wěn)定的系統(tǒng)支撐，同時(shí)也服務(wù)了大量外部公有云客戶(hù)，在不同的應(yīng)用場(chǎng)景、不同的硬件機(jī)型上都表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能。

整體設(shè)計(jì)

veLinux 在整體設(shè)計(jì)上，兼容 x86 和 ARM 生態(tài)，同時(shí)兼容國(guó)內(nèi)用戶(hù)的使用習(xí)慣，并對(duì)多種硬件設(shè)備進(jìn)行了適配和優(yōu)化，同時(shí)針對(duì)火山引擎基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行了深度優(yōu)化：

向上提供更穩(wěn)定、更安全、更易用的應(yīng)用接口，并針對(duì)云原生、大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)等場(chǎng)景提供針對(duì)性?xún)?yōu)化。

向下建立更準(zhǔn)確、更完整、更高效的硬件抽象，并基于各種硬件類(lèi)型融合整體解決方案對(duì)外輸出。

豐富版本

自 2021 年 10 月首次上線(xiàn)后，截止到當(dāng)前時(shí)間，veLinux 已經(jīng)迭代了多個(gè)版本，提供了豐富的產(chǎn)品矩陣，包括以下 4 個(gè)公共版本，用戶(hù)可以根據(jù)自己實(shí)際的業(yè)務(wù)需求選擇不同的版本免費(fèi)使用：

通用版本

面向希望獲得火山引擎上極致操作系統(tǒng)體驗(yàn)的用戶(hù)，針對(duì)火山引擎公有云環(huán)境進(jìn)行了深度定制與優(yōu)化，適用于各種云場(chǎng)景工作負(fù)載，尤其針對(duì)高并發(fā)、高 I/O 和混部場(chǎng)景進(jìn)行優(yōu)化適配。

快速啟動(dòng)版

面向需要快速交付大量云服務(wù)器的用戶(hù)，可以滿(mǎn)足快速使用算力的需求。通過(guò)對(duì)操作系統(tǒng)內(nèi)核態(tài)及用戶(hù)態(tài)的啟動(dòng)優(yōu)化，結(jié)合 cloud-init 服務(wù)啟動(dòng)的順序優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了單 VM 啟動(dòng)時(shí)間從 10+s 減少到 5s，達(dá)到業(yè)界領(lǐng)先水平。

等保認(rèn)證版

面向云上業(yè)務(wù)需要滿(mǎn)足《GB/T22239-2019 信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)基本要求》的用戶(hù)，可以快速滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)規(guī)定的要求，在身份鑒別、訪問(wèn)控制、安全審計(jì)、入侵防范、惡意代碼防范等場(chǎng)景進(jìn)行安全加固。

兼容 CentOS 版

面向使用習(xí)慣更傾向 CentOS 系列操作系統(tǒng)的用戶(hù)，相比 CentOS ，提供更強(qiáng)的功能、更優(yōu)的性能和更穩(wěn)定的體驗(yàn)，且用戶(hù)態(tài)完全兼容 CentOS，用戶(hù)可以無(wú)縫遷移。

此外，在機(jī)型適配方面，上述版本均適配了火山引擎所有的規(guī)格實(shí)例，包含 ECS/GPU/HPC/ 裸金屬等的完整機(jī)型矩陣，對(duì) Intel、AMD 以及 ARM 實(shí)例均進(jìn)行了功能適配、性能調(diào)優(yōu)和穩(wěn)定性加固，保證其在各個(gè)架構(gòu)都能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

高性能內(nèi)核

操作系統(tǒng)的核心——veLinux Kernel 是基于社區(qū) Linux 5.4 LTS 版本并集成字節(jié)跳動(dòng)自研新特性定制而成，包括容器及虛擬化等特定環(huán)境深度優(yōu)化，在性能，成本和穩(wěn)定性等多個(gè)維度達(dá)到最優(yōu)，同時(shí)節(jié)省更多的 CPU 資源，實(shí)現(xiàn)降本提效。目前 veLinux 已集成以下場(chǎng)景的專(zhuān)屬優(yōu)化，且已全部提交并合入到 Kernel 社區(qū)。

針對(duì) HugeTLB 重度使用的云場(chǎng)景，提出 HVO （HugeTLB Vmemmap Optimization），消除 vmemmap 冗余數(shù)據(jù)，最大為用戶(hù)節(jié)省 HugeTLB 總量的 1.56%。這意味著 1024 GB 的服務(wù)器，最大能夠節(jié)省約 16 GB 的內(nèi)存。

Dying memory cgroup 作為容器場(chǎng)景下一個(gè)顯著的內(nèi)存占用問(wèn)題，極端情況下占用上百 GB 內(nèi)存。針對(duì)此問(wèn)題，提出專(zhuān)項(xiàng)優(yōu)化方案，減少 dying memory cgroup 發(fā)生的概率以及優(yōu)化其容器部署密度。極端情況下，內(nèi)存占用減少 80%。

PSI（Pressure Stall Information）是用于評(píng)估系統(tǒng)資源壓力的主要指標(biāo)之一。PSI 在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中 CPU 占用過(guò)高，veLinux Kernel 對(duì)其優(yōu)化并降低了 10% 的 CPU 使用，同時(shí)提出 PSI CPU FULL 指標(biāo)，更方便量化和展示容器之間 CPU 資源競(jìng)爭(zhēng)。

VDUSE（vDPA Device in Userspace） 是字節(jié)跳動(dòng)自主研發(fā)的面向云原生場(chǎng)景的下一代高性能設(shè)備虛擬化框架，能夠?yàn)槿萜骱吞摍C(jī)提供統(tǒng)一的 I/O 虛擬化層。目前，在云原生場(chǎng)景下，容器或者安全容器（虛機(jī)）在使用分布式存儲(chǔ)或者高性能 RPC 服務(wù)時(shí)，涉及的 I/O 數(shù)據(jù)平面比較龐雜，在運(yùn)維和可維護(hù)性上也有所欠缺。且業(yè)界現(xiàn)在并沒(méi)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方案，VDUSE 希望提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的技術(shù)方案，方便用戶(hù)在用戶(hù)態(tài)模擬磁盤(pán)、網(wǎng)卡等設(shè)備接入容器或者虛機(jī)。當(dāng)部署在 veLinux 上的云原生應(yīng)用希望訪問(wèn)自研的分布式存儲(chǔ)服務(wù)時(shí)，通過(guò) VDUSE，可以高效地開(kāi)發(fā)一套高性能的用戶(hù)態(tài)接入方案，供上述的云原生應(yīng)用使用。

veLinux Kernel 在穩(wěn)定性和性能上做了大量的優(yōu)化，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，系統(tǒng)技術(shù)與工程團(tuán)隊(duì)已為 Kernel 社區(qū)提交了上百個(gè)優(yōu)化及 bugfix patch，且未來(lái)我們將持續(xù)維護(hù)并及時(shí)響應(yīng)用戶(hù)的 issue。同時(shí)，我們也會(huì)積極地回饋社區(qū)，與開(kāi)發(fā)者們共享優(yōu)化成果。

更多閱讀：

VDUSE 介紹：https://www.redhat.com/en/blog/introducing-vduse-software-defined-datapath-virtio

系統(tǒng)特性

當(dāng)前，企業(yè)上云的趨勢(shì)不可抵擋，云時(shí)代的來(lái)臨對(duì)基礎(chǔ)操作系統(tǒng)提出了更高更嚴(yán)苛的要求。除了對(duì)操作系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性外，系統(tǒng)性能的提升也是重要的考慮因素，底層操作系統(tǒng)能否充分利用各種新硬件特性來(lái)提升業(yè)務(wù)的整體效能？此外，能否做到靈活使用，能否最大限度提高啟動(dòng)速度，快速交付大量云服務(wù)器？這些都是云上用戶(hù)迫切關(guān)心的問(wèn)題。10 年的技術(shù)積累和應(yīng)用實(shí)踐，火山引擎 veLinux 操作系統(tǒng)做出了解答。

穩(wěn)定性

veLinux 在字節(jié)IDC 部署量超百萬(wàn)，是支撐字節(jié)跳動(dòng)抖音、今日頭條、飛書(shū)等海量業(yè)務(wù)的系統(tǒng)底座，同時(shí) veLinux 也是字節(jié)跳動(dòng)旗下云平臺(tái)火山引擎的官方操作系統(tǒng)，支撐了包括容器服務(wù)、機(jī)器學(xué)習(xí)平臺(tái)、大數(shù)據(jù)服務(wù)等大量公有云上業(yè)務(wù)，為火山引擎各個(gè)云產(chǎn)品提供穩(wěn)定的系統(tǒng)支撐，其穩(wěn)定性在內(nèi)外部用戶(hù)得到實(shí)踐驗(yàn)證，系統(tǒng)宕機(jī)率保持在萬(wàn)分之一以下。

高性能

除了提供高性能的自研內(nèi)核外，veLinux 還在系統(tǒng)組件上做了大量的性能優(yōu)化。特別是基礎(chǔ)庫(kù)方面，針對(duì)不同的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，進(jìn)行了大量針對(duì)性?xún)?yōu)化。

OpenJDK

集成發(fā)布了優(yōu)化的 OpenJDK，更好的支持大數(shù)據(jù)處理等 Java 業(yè)務(wù)，目前已經(jīng)在 EMR（Elastic MapReduce） 等業(yè)務(wù)中上線(xiàn)。

針對(duì)大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)壓縮場(chǎng)景，veLinux 的 OpenJDK 集成了優(yōu)化的 zlib 實(shí)現(xiàn)，基于 GZIP 的數(shù)據(jù)壓縮、解壓縮性能會(huì)得到有效改進(jìn)，詳細(xì)數(shù)據(jù)請(qǐng)參考下方 zlib 章節(jié) 。

針對(duì) Full GC 延時(shí)較長(zhǎng)的問(wèn)題，我們移植了 G1 Parallel Full GC 到 jdk-8 中，有效緩解了 Full GC 帶來(lái)的長(zhǎng)延時(shí)問(wèn)題。

很多業(yè)務(wù)不只是依賴(lài) GC 性能，內(nèi)存分配器（例如 ptmalloc, jemalloc, tcmalloc） 對(duì)業(yè)務(wù)性能有影響也比較大，veLinux 的 OpenJDK 集成了不同版本的內(nèi)存分配器，并且可用參數(shù)選擇。

業(yè)務(wù)在容器內(nèi)的部署越來(lái)越多，但低版本的 OpenJDK 在容器中的性能表現(xiàn)并不好，比如用戶(hù)會(huì)遇到系統(tǒng)數(shù)據(jù)讀取慢、不準(zhǔn)確等問(wèn)題，甚至運(yùn)行在 lxcfs 時(shí)，還會(huì)碰到死循環(huán)等嚴(yán)重問(wèn)題。關(guān)于上述問(wèn)題，veLinux 的 OpenJDK 都做了針對(duì)性地修復(fù)和改進(jìn)，為用戶(hù)提供業(yè)務(wù)性能保障，保證業(yè)務(wù)在容器中運(yùn)行的穩(wěn)定性。

zlib

在內(nèi)部業(yè)務(wù)的性能分析優(yōu)化過(guò)程中，我們通過(guò)性能分析采集工具發(fā)現(xiàn)， zlib 壓縮和解壓縮函數(shù)（deflate/inflate）的熱點(diǎn)，在內(nèi)部某業(yè)務(wù)線(xiàn)的的 CPU 占比超 50% 以上。由此可見(jiàn)，業(yè)務(wù)部署的 madler/zlib 1.2.8 開(kāi)源版本在性能上仍有提升空間。在調(diào)研過(guò) intel/zlib、cloudflare/zlib、zlib-ng 等多個(gè) zlib 版本后，最終在開(kāi)源 madler/zlib 1.2.11 的基礎(chǔ)上，集成了多個(gè)優(yōu)化補(bǔ)?。?/p>

支持壓縮過(guò)程中哈希函數(shù)的向量化指令，并且重構(gòu)了字符串匹配的流程。

增強(qiáng)解壓過(guò)程中長(zhǎng)字符串拷貝效率 。

支持 crc32/adler32 等校驗(yàn)碼的向量化指令 。

在 Benchmark 測(cè)試中，壓縮和解壓效率顯示提高了 30%-50%。zlib 優(yōu)化后的版本部署到原來(lái)的業(yè)務(wù)線(xiàn)上，幫助該業(yè)務(wù)團(tuán)隊(duì)優(yōu)化 CPU 核心 5K+；目前該優(yōu)化已集成到 veLinux 的 OpenJDK 中，并在字節(jié)內(nèi)部多業(yè)務(wù)得到廣泛推廣與應(yīng)用。

Benchmark 測(cè)試：壓縮和解壓縮性能對(duì)比圖

其他性能優(yōu)勢(shì)

除此之外，對(duì)比社區(qū)原生 Debian/CentOS，veLinux 具備很強(qiáng)的性能優(yōu)勢(shì)，在字節(jié)內(nèi)部應(yīng)用實(shí)踐之后，字節(jié)樣本拼接和數(shù)據(jù)打點(diǎn)等業(yè)務(wù)端到端性能提升 20% 以上，其中字節(jié) metrics 集群 CPU 使用率下降了 36%。在性能測(cè)試中，對(duì) Nginx/Redis/MySQL 等典型應(yīng)用的性能也有大幅提升：

Nginx 吞吐性能提升10%-40%

Redis get/set 性能提升5%-25%

MySQL 讀寫(xiě)性能提升10%-60%

安全性

隨著網(wǎng)絡(luò)安全事件不斷發(fā)生，用戶(hù)對(duì)安全性的重視程度也越來(lái)越高，作為火山引擎的官方操作系統(tǒng)，面對(duì)復(fù)雜的、規(guī)模不斷增加的用戶(hù)需求，veLinux 在安全性上需要做到全方位的建設(shè)，才能保護(hù)用戶(hù)的信息和數(shù)據(jù)安全。

及時(shí)修復(fù) CVE 漏洞：CVE（Common Vulnerabilities and Exposures）是公共的安全漏洞列表，用于標(biāo)準(zhǔn)化識(shí)別已知網(wǎng)絡(luò)威脅。為了方便用戶(hù)更便捷地查看 CVE 更新情況，veLinux 官網(wǎng)發(fā)布了 CVE 安全中心：https://bytedance.github.io/kernel/sec，每周更新并修復(fù) CVE 補(bǔ)丁。

入侵檢測(cè)安全防護(hù)：得益于字節(jié)安全團(tuán)隊(duì)的技術(shù)支持，veLinux 提供入侵檢測(cè)安全防護(hù)，底層采用安全團(tuán)隊(duì)自研的開(kāi)源項(xiàng)目 Elkeid，主要通過(guò)收集主機(jī)層的信息來(lái)實(shí)現(xiàn)入侵檢測(cè)、行為審計(jì)、攻擊溯源、資產(chǎn)盤(pán)點(diǎn)、合規(guī)基線(xiàn)檢測(cè)等能力，目前完整版本在字節(jié)跳動(dòng)內(nèi)部的部署規(guī)模已達(dá)到數(shù)百萬(wàn)量級(jí)，其穩(wěn)定性、性能、數(shù)據(jù)采集能力、檢測(cè)能力和溯源能力等均在內(nèi)部得到實(shí)戰(zhàn)驗(yàn)證。

通過(guò)等保三級(jí)認(rèn)證：等保三級(jí)認(rèn)證是由國(guó)家公安機(jī)關(guān)對(duì)各機(jī)構(gòu)的信息系統(tǒng)安全等級(jí)保護(hù)狀況進(jìn)行的認(rèn)證與評(píng)定。veLinux 目前已通過(guò)三級(jí)等保認(rèn)證，這是國(guó)家對(duì)非銀行機(jī)構(gòu)的最高級(jí)認(rèn)證。這項(xiàng)安全認(rèn)證資質(zhì)已寫(xiě)入火山引擎云安全白皮書(shū)，為云上用戶(hù)提供可靠的安全能力。

提供內(nèi)核熱補(bǔ)?。嚎焖傩迯?fù)在運(yùn)行中機(jī)器的內(nèi)核漏洞。內(nèi)核熱補(bǔ)丁是一種動(dòng)態(tài)為內(nèi)核打補(bǔ)丁的技術(shù)，可以在不重啟系統(tǒng)的情況下，修復(fù)內(nèi)核 BUG 或者 CVE 漏洞，在最大程度上減少系統(tǒng)服務(wù)中斷時(shí)間，增加系統(tǒng)可用性。未來(lái) veLinux 還將提供統(tǒng)一的補(bǔ)丁管理平臺(tái)、以及補(bǔ)丁客戶(hù)端的整套解決方案（內(nèi)測(cè)中），通過(guò)該平臺(tái)用戶(hù)可以將熱補(bǔ)丁批量下發(fā)至需要打補(bǔ)丁的機(jī)器，提高運(yùn)維效率。

易用性

veLinux 提供了很多業(yè)界主流的問(wèn)題追蹤與調(diào)試工具，用戶(hù)可以方便地安裝使用，協(xié)助定位、解決業(yè)務(wù)運(yùn)行中遇到的穩(wěn)定性或性能問(wèn)題。

kdump-tools（以及相關(guān)的 kexec-tools、makedumpfile）是常用于在 Linux kernel panic（內(nèi)核致命錯(cuò)誤） 之后 dump 內(nèi)存、保存現(xiàn)場(chǎng)的工具，基于 debian 社區(qū)版本，我們?cè)?veLinux 中做了增強(qiáng)版本，幫助用戶(hù)提升穩(wěn)定性，節(jié)省預(yù)留內(nèi)存。

通過(guò)過(guò)濾無(wú)關(guān)的內(nèi)核 cmdline、替換 systemd 等方法來(lái)降低 kdump 內(nèi)核中的內(nèi)存使用，從而防止機(jī)器在 dump 內(nèi)存的過(guò)程中出現(xiàn) oom 的錯(cuò)誤。

檢測(cè)內(nèi)存等硬件故障，提前結(jié)束 dump 過(guò)程，防止再次出現(xiàn)內(nèi)核錯(cuò)誤。

提前 dump dmesg，防止在 dump 內(nèi)存失敗的情況下，獲取不到 dmesg 的信息。

在 kdump 側(cè)實(shí)現(xiàn) crashkernel = auto 功能，根據(jù)機(jī)器內(nèi)存自動(dòng)設(shè)置預(yù)留給 kdump 的內(nèi)存的大小，且無(wú)需對(duì)內(nèi)核做定制化修改。

適配對(duì) kdump 預(yù)留內(nèi)存位置有特殊要求的硬件廠商。

atop是一款開(kāi)源的單機(jī)性能監(jiān)測(cè)工具，支持實(shí)時(shí)觀測(cè)的同時(shí)、也支持讀取歷史文件排查問(wèn)題。另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是除提供 CPU、MEM、DISK 等全局指標(biāo)外，還提供進(jìn)程、線(xiàn)程級(jí)別的各項(xiàng)指標(biāo)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。鑒于 atop 的這些優(yōu)點(diǎn)，字節(jié)跳動(dòng)基于社區(qū)的 atop 進(jìn)行優(yōu)化，目前已迭代 3 個(gè)版本，覆蓋公司全量服務(wù)器，穩(wěn)定運(yùn)行三年多。字節(jié)版 atop 工具新特性如下：

穩(wěn)定性增強(qiáng)：增加 oom killer 保護(hù)、修復(fù) atopcct 統(tǒng)計(jì)、限制日志存儲(chǔ)總量防系統(tǒng)盤(pán)占滿(mǎn)等功能。

遠(yuǎn)程分析：支持 json 格式數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)端，支持網(wǎng)頁(yè)版 atop 及集群內(nèi)數(shù)據(jù)聚合。

更多實(shí)用指標(biāo)：NUMA 維度的 CPU 及 MEM 指標(biāo)統(tǒng)計(jì)與聚合、runqueue delay、compact_stall、allocastall、InCsumErrors 等指標(biāo)。

靈活使用：支持篩選 Top N 線(xiàn)程的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，支持定制日志保留天數(shù)及存儲(chǔ)位置。

終端 UI 優(yōu)化：類(lèi) htop，按照 NUMA 粒度，直觀展示所有 CPU 和內(nèi)存。達(dá)到縱覽所有 CPU 負(fù)載，直觀判斷 CPU 綁核是否均衡等目的。

快速啟動(dòng)

對(duì)于用戶(hù)而言，系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程通常被定義為從系統(tǒng)上電到通過(guò) ssh 登錄的過(guò)程，經(jīng)歷的時(shí)間即為系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間。具體來(lái)說(shuō)，機(jī)器的啟動(dòng)流程大體上可以根據(jù) CPU 的控制權(quán)轉(zhuǎn)移方向描述為“固件 -> 引導(dǎo)程序 -> 操作系統(tǒng)”。其中固件包括 BIOS/UEFI，引導(dǎo)程序包括常見(jiàn)的的 GRUB/U-Boot/LK 等，操作系統(tǒng)包含了內(nèi)核啟動(dòng)、執(zhí)行 initrd 中的 init 進(jìn)程、再到執(zhí)行硬盤(pán)上的 init 進(jìn)程的過(guò)程。系統(tǒng)啟動(dòng)速度是操作系統(tǒng)的重要性能指標(biāo)之一，特別對(duì)于云場(chǎng)景中的虛擬機(jī)，能夠快速啟動(dòng)可以顯著提高用戶(hù)體驗(yàn)。

veLinux 通過(guò)對(duì)內(nèi)核、驅(qū)動(dòng)加載、系統(tǒng)服務(wù)的啟動(dòng)優(yōu)化，以及 cloud-init 服務(wù)的啟動(dòng)順序優(yōu)化，減少虛機(jī)啟動(dòng)時(shí)間約 50%，提供快速啟動(dòng)版，實(shí)現(xiàn)單虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)間 5s 內(nèi)。

靈活使用

在實(shí)際使用中，用戶(hù)提出基于 veLinux 進(jìn)行定制化的需求，例如安裝特定的驅(qū)動(dòng)版本、內(nèi)置特定的軟件包等。veLinux 針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，提供靈活的 OS 自定義定制工具，可以在火山引擎、內(nèi)部平臺(tái)或本地鏡像基礎(chǔ)上，自動(dòng)化完成定制，為用戶(hù)提供簡(jiǎn)單便捷的定制窗口，一站式完成鏡像的變更、基準(zhǔn)測(cè)試等任務(wù)，使廣大業(yè)務(wù)同學(xué)徹底擺脫基礎(chǔ)環(huán)境構(gòu)建、操作系統(tǒng)差異等帶來(lái)的技術(shù)困境。

CentOS 官方已計(jì)劃停止維護(hù) CentOS Linux 項(xiàng)目，veLinux 提供的遷移工具（內(nèi)測(cè)中），能幫助用戶(hù)平滑從CentOS 遷移至 veLinux CentOS 兼容版，后續(xù)還會(huì)支持更多操作系統(tǒng)無(wú)縫遷移至 veLinux 。

云原生特性 容器 OS 版本

云原生場(chǎng)景下，保證集群內(nèi)宿主機(jī)的一致性非常重要，對(duì)單個(gè)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)維操作可能會(huì)導(dǎo)致環(huán)境的不一致，對(duì)應(yīng)用的性能穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，甚至可能產(chǎn)生安全隱患。另一方面，與傳統(tǒng)系統(tǒng)不同的是，應(yīng)用通過(guò)容器部署，操作系統(tǒng)只需要提供云原生運(yùn)行必要的組件，省去其他很多不必要的系統(tǒng)組件，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)輕量化，同時(shí)提升系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間。veLinux 正在內(nèi)測(cè)容器 OS 版本，該版本的優(yōu)勢(shì)為：

系統(tǒng)輕量化

（1）只包含 Kubernetes Pods 運(yùn)行所依賴(lài)的軟件包和系統(tǒng)服務(wù)，縮短系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間，精簡(jiǎn)操作系統(tǒng)。

（2）根文件系統(tǒng)為只讀權(quán)限，只有 /etc 和 /var 目錄可寫(xiě)，以滿(mǎn)足基礎(chǔ)的系統(tǒng)配置需求。

系統(tǒng)維度升級(jí)回滾

遵循云原生不可變基礎(chǔ)設(shè)施原則，不支持單個(gè)包粒度的安裝、卸載和升級(jí)，不提供 apt 等軟件包管理工具，只支持以整個(gè)操作系統(tǒng)鏡像為粒度的更新和回滾，以此來(lái)保證集群內(nèi)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的軟件包版本與系統(tǒng)配置的一致性。

lxcfs 組件優(yōu)化

lxcfs 是一個(gè)基于 FUSE 文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)容器內(nèi)資源視圖隔離的開(kāi)源組件，通過(guò)在容器中掛載 lxcfs 相關(guān)目錄和文件，執(zhí)行 free、top 等命令，能夠更精確地反映容器的資源使用情況。

veLinux 中的 lxcfs 組件在社區(qū) 5.0 版本的基礎(chǔ)上，修復(fù)了 /sys 目錄下文件顯示不完全的問(wèn)題，并模擬了 numa 節(jié)點(diǎn)拓?fù)?，使得在容器中?zhí)行 numactl 命令能夠返回正確的節(jié)點(diǎn)信息。此外，對(duì)社區(qū)版本存在 lxcfs 進(jìn)程退出重新啟動(dòng)后無(wú)法正常工作的問(wèn)題，veLinux 版本一方面通過(guò) oom killer 保護(hù)，最大限度地減少被 kill 的可能，另一方面提供 remount 機(jī)制，使得 lxcfs 進(jìn)程退出重新啟動(dòng)后，remount 相關(guān)目錄到容器中，最大限度的降低對(duì)用戶(hù)的影響。

總結(jié)與規(guī)劃

操作系統(tǒng)一直伴隨著軟硬件技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，近年來(lái)，在軟件方面，云市場(chǎng)爆發(fā)式的增長(zhǎng)，特別是云原生場(chǎng)景下，如何有效地進(jìn)行集群資源的管理、調(diào)度編排以及性能度量和監(jiān)控，都對(duì)操作系統(tǒng)提出了更高的要求；在硬件方面，芯片市場(chǎng)的環(huán)境變化以及主流 CPU 架構(gòu)的演進(jìn)發(fā)展，需要構(gòu)建更加自主可控的操作系統(tǒng)，靈活應(yīng)對(duì)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)變化。針對(duì)云計(jì)算、國(guó)產(chǎn)化等場(chǎng)景，veLinux 實(shí)現(xiàn)了很多創(chuàng)新與優(yōu)化，以滿(mǎn)足不同用戶(hù)的業(yè)務(wù)需求。未來(lái)將陸續(xù)發(fā)布更多云原生特性，并推出適配國(guó)產(chǎn)處理器、RISC-V 處理器架構(gòu)的版本，歡迎大家持續(xù)關(guān)注。

另外，作為一款開(kāi)源的操作系統(tǒng)，veLinux 致力于為用戶(hù)提供可靠、高性能的操作系統(tǒng)，歡迎更多感興趣的小伙伴加入 veLinux 的開(kāi)源建設(shè)，共同推進(jìn)國(guó)內(nèi)操作系統(tǒng)生態(tài)發(fā)展。

審核編輯 ：李倩