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Linux 4.0 不再需要重启

2015年04月14日,分类《Linux》,作者:
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Linux 4.0 里,你可能再也不需要重启你的操作系统。

在大多数的服务器或者数据中心里,喜欢用linux的一个原因是你不需要频繁的进行重启操作。诚然,某些关键性的补丁必须要进行重启,但你也可以等到数月后再做此操作。现在,得益于 linux 内核的最新更新,你也许可以数年间都不用重启。

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感谢 Ksplice 项 目,使得这一特性在2009年就可以实现。此项目在对原始和打过补丁的内核进行比较后,使用一个定制的内核模块将新的代码加入到运行内核中。在支持 Ksplice的内核中,每个将被修补的功能都携带有一套特殊标志用以进行区分。Ksplice进程会监视正在修补该函数的代码是不是当前不在使用,铛 铛,打上补丁,你的服务器上继续运行。

Oracle 在 2011 年收购了 Ksplice 项目,并将其作为 RHEL 的一项可选服务,使其应用于它自己的 Oracle Linux 中(一个 RHEL 的克隆版本)。这将此项技术隔离于其他企业版和服务器版 Linux 之外。

后来 KemelCare 为大部分企业发行版 Linux 发布了一项提供非启动式补丁服务。此程序作为专利软件,只能通过按月支付来享有此服务。这从而很难满足大多数Linux系统管理员。

所以,Red Hat 和 SUSE 开始着手完全开源的为 Linux 安装严重补丁的非重启方案。Red Had 的项目命名为 kpatch, SUSE的项目命名为 kGraft.

两个公司采用了不同的途径。Kpatch 发布了一个 stop_machine() 命令。之后,它着眼于现有的栈处理去使用 ftrace,如果打补丁安全完成,它会重定向运行着的代码到补丁函数,而后就删除现在过时的代码。

比过去好的是,数据中心被运行在世界各处,但是它们中的许多都需要一个21世纪式的重启。今天的数据中心必须更有效率,更有鲁棒性和灵活性,这超过以往任何时候。我们检查怎样才能运行好你的数据中心,与之相对的是外包到一个云或者一个服务提供商,或是采取混合的方式。

Kgraft 一直使用 ftrace,尽管它是工作在线程级的。当一个老的函数被调用,它会定位到线程的一个点,然后将其切换到新的函数。

虽然最终结果相同,即操作系统在打补丁的时候保持运行,但还是有显著的性能差异的。当kGraft可能花费数分钟的时候,Kpatch可以只需要1到40毫秒,但他们从不会停机。

在2014年10月召开的linux 开发者大会上,两个小组合二为一并且开始致力于结合两者最好的部分使linux打补丁时不再重启。实际上,他们最终是把kpatch和kGraft都丢进了Linux内核。

Jiri Kosina,一位SUSE软件工程师和Linux内核开发者解释说,Linux内核的热补丁将会“为函数提供一个基本基础设施”  热补丁(例如:代码重定向),包括为了包含实际补丁的内核模块的API(应用程序接口),和为了在用户空间可以操作补丁的API/ABI(应用二进制接 口),这是“相对简单和简约的,因为它尽可能多的利用了已有的内核基础(名为ftrace)。它也是自包含的,在某种意义上说,它不在任何其他的内核子系 统中调用自身(它甚至不接触其他任何代码)”

Linux 4.0 RC 版现在已经放出,Kosina 声称:”现在实施的x86架构只是作为一个参考架构,对于powerpc, s390 和 arm 的支持工作已经在进行中了“。确实,对于这些架构的支持源代码已经在Live Patching Git code 上了。

简单的拥有这些代码仅仅只是开始,你的发行版将通过补丁来支持和使用它。随着 Red Hat 和 SUSE 的支持,live 补丁将很快默认在所有商业Linux发行版中。



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