CNS Core: Medium: Rethinking Architecture and Operating Systems for Modern Virtualization Technologies

CNS 核心:中:重新思考现代虚拟化技术的架构和操作系统

基本信息

项目摘要

This project addresses important challenges posed by the widespread deployment of modern virtualization technologies, including containers and function-as-a-service environments. Containers are very low-overhead virtual machines, and function-as-a-service environments are systems where users run many small jobs, and are billed as such. In these environments, two major challenges are insecurity due to the lack of isolation, and poor scalability due to the many jobs that are running. This project rethinks the computer architecture and the operating system of machines to support these environments securely and scalably.This work develops a set of novel, transformative computer architecture and operating system technologies that will dramatically improve the security and the scalability of novel virtualization technologies. On the security side, this project will explore novel hardware and software designs to filter system calls efficiently. The idea is to examine every system call that programs issue at runtime and check and validate their arguments for security. On the scalability side, this project will enable the ability to run thousands of containers or functions on the same machine simultaneously, by redesigning TLBs (Translation Lookaside Buffers) and page tables. Overall, these technologies will enhance cloud computing. This project will initiate an effort on multidisciplinary research and education on whole-system support for modern virtualization technologies in cloud at the University of Illinois. The efforts in this project include working with the Department of Computer Science to broaden the course offerings with multidisciplinary courses in the general area of cloud computing and datacenter technologies. This project will also offer research opportunities to undergraduate students, and broaden participation to under-represented minorities. The project will include an effort of coaching middle and high school robotics teams. This project will maintain a repository with all the data, code, results, emulators and simulators used and developed during the duration of the project. The repository will be accessible password-free through http://iacoma.cs.uiuc.edu, and will be kept up to date for at least three years after the project ends.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该项目解决了现代虚拟化技术的广泛部署所带来的重要挑战,包括容器和功能即服务环境。容器是非常低开销的虚拟机,而功能即服务环境是用户运行许多小作业的系统,并按此计费。在这些环境中,两个主要挑战是由于缺乏隔离而导致的不安全性,以及由于运行的作业多而导致的可伸缩性差。该项目重新思考计算机体系结构和机器的操作系统,以安全和可扩展地支持这些环境。这项工作开发了一套新颖的,变革性的计算机体系结构和操作系统技术,将大大提高安全性和新的虚拟化技术的可扩展性。在安全方面,本项目将探索新的硬件和软件设计,以有效地过滤系统调用。这个想法是检查程序在运行时发出的每个系统调用,并检查和验证它们的安全参数。在可扩展性方面,该项目将通过重新设计TLB(翻译后备缓冲区)和页表,实现在同一台机器上同时运行数千个容器或函数的能力。总的来说,这些技术将增强云计算。该项目将在伊利诺伊大学开展多学科研究和教育,为云计算中的现代虚拟化技术提供全系统支持。该项目的努力包括与计算机科学系合作,在云计算和数据中心技术的一般领域扩大多学科课程的课程设置。该项目还将为本科生提供研究机会,并扩大代表性不足的少数民族的参与。该项目将包括指导初中和高中机器人团队的努力。该项目将维护一个存储库,其中包含项目期间使用和开发的所有数据、代码、结果、仿真器和模拟器。该存储库将通过http://iacoma.cs.uiuc.edu免密码访问,并将在项目结束后至少三年内保持最新状态。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Parallel virtualized memory translation with nested elastic cuckoo page tables
使用嵌套弹性布谷鸟页表进行并行虚拟化内存转换
MXFaaS: Resource Sharing in Serverless Environments for Parallelism and Efficiency
Verified programs can party: optimizing kernel extensions via post-verification merging
Memory-Efficient Hashed Page Tables
SpecFaaS: Accelerating Serverless Applications with Speculative Function Execution
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Josep Torrellas其他文献

Software Trace Cache for Commercial Applications
  • DOI:
    10.1023/a:1019992713965
  • 发表时间:
    2002-10-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0.900
  • 作者:
    Alex Ramirez;Josep Ll. Larriba-Pey;Carlos Navarro;Mateo Valero;Josep Torrellas
  • 通讯作者:
    Josep Torrellas
An Empirical Study of the Effect of Source-level Transformations on Compiler Stability
源代码级转换对编译器稳定性影响的实证研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Zhangxiaowen Gong;Zhi Chen;J. Szaday;David C. Wong;Zehra Sura;Neftali Watkinson;Saeed Maleki;David Padua;Alexandru Nicolau;A. Veidenbaum;Josep Torrellas
  • 通讯作者:
    Josep Torrellas
Uncorq: Unconstrained Snoop Request Delivery in Embedded-Ring Multiprocessors
Uncorq:嵌入式环多处理器中无约束的侦听请求传送

Josep Torrellas的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Josep Torrellas', 18)}}的其他基金

Collaborative Research: PPoSS: LARGE: General-Purpose Scalable Technologies for Fundamental Graph Problems
合作研究:PPoSS:大型:解决基本图问题的通用可扩展技术
  • 批准号:
    2316233
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 85万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
SHF: Medium: Cross-Cutting Effort to Make Non-Volatile Memories Truly Usable
SHF:中:使非易失性存储器真正可用的跨领域努力
  • 批准号:
    2107470
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 85万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
PPoSS: Planning: A Cross-Layer Approach to Accelerate Large-Scale Graph Computations on Distributed Platforms
PPoSS:规划:加速分布式平台上大规模图计算的跨层方法
  • 批准号:
    2028861
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 85万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CSR: Medium: Effective Control to Maximize Resource Efficiency in Large Clusters; Hardware, Runtime, and Compiler Perspectives
CSR:中:有效控制以最大化大型集群中的资源效率;
  • 批准号:
    1763658
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 85万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
SPX: Secure, Highly-Parallel Training of Deep Neural Networks in the Cloud Using General-Purpose Shared-Memory Platforms
SPX:使用通用共享内存平台在云中对深度神经网络进行安全、高度并行的训练
  • 批准号:
    1725734
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 85万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Technologies for Ultra Energy-Efficient Multicores
超节能多核技术
  • 批准号:
    1649432
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 85万
  • 项目类别:
    Standard Grant
XPS: FULL: Breaking the Scalability Wall of Shared Memory through Fast On-Chip Wireless Communication
XPS:FULL:通过快速片上无线通信打破共享内存的可扩展性壁垒
  • 批准号:
    1629431
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 85万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF: Small: Computer Architecture for Scripting Languages
SHF:小型:脚本语言的计算机体系结构
  • 批准号:
    1527223
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 85万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
SHF: Large: Collaborative Research: Designing the Programmable Many-Core for Extreme Scale Computing
SHF:大型:协作研究:为超大规模计算设计可编程众核
  • 批准号:
    1536795
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 85万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CSR: Small: A Framework for Advanced Concurrency Debugging
CSR:小型:高级并发调试框架
  • 批准号:
    1116237
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 85万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

胆固醇羟化酶CH25H非酶活依赖性促进乙型肝炎病毒蛋白Core及Pre-core降解的分子机制研究
  • 批准号:
    82371765
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
锕系元素5f-in-core的GTH赝势和基组的开发
  • 批准号:
    22303037
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于合成致死策略搭建Core-matched前药共组装体克服肿瘤耐药的机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
鼠伤寒沙门氏菌LPS core经由CD209/SphK1促进树突状细胞迁移加重炎症性肠病的机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
肌营养不良蛋白聚糖Core M3型甘露糖肽的精确制备及功能探索
  • 批准号:
    92053110
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    70.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划
Core-1-O型聚糖黏蛋白缺陷诱导胃炎发生并介导慢性胃炎向胃癌转化的分子机制研究
  • 批准号:
    81902805
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    20.5 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
原始地球增生晚期的Core-merging大碰撞事件:地核增生、核幔平衡与核幔边界结构的新认识
  • 批准号:
    41973063
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    65.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
CORDEX-CORE区域气候模拟与预估研讨会
  • 批准号:
    41981240365
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    1.5 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
RBM38通过协助Pol-ε结合、招募core调控HBV复制
  • 批准号:
    31900138
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Collaborative Research: CNS Core: Medium: Movement of Computation and Data in Splitkernel-disaggregated, Data-intensive Systems
合作研究:CNS 核心:媒介:Splitkernel 分解的数据密集型系统中的计算和数据移动
  • 批准号:
    2406598
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 85万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: CNS Core: Medium: Reconfigurable Kernel Datapaths with Adaptive Optimizations
协作研究:CNS 核心:中:具有自适应优化的可重构内核数据路径
  • 批准号:
    2345339
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 85万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CNS Core: Medium: Innovating Volumetric Video Streaming with Motion Forecasting, Intelligent Upsampling, and QoE Modeling
合作研究:CNS 核心:中:通过运动预测、智能上采样和 QoE 建模创新体积视频流
  • 批准号:
    2409008
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 85万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CNS Core: Medium: Privacy-Preserving and Censorship-Resistant Domain Name System
CNS 核心:中:隐私保护和抗审查域名系统
  • 批准号:
    2310927
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 85万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CNS Core: Medium: Programmable Computational Antennas for Sensing and Communications
合作研究:中枢神经系统核心:中:用于传感和通信的可编程计算天线
  • 批准号:
    2343964
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 85万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CNS Core: Medium: A Systems and User-based Approach to Floating Point Correctness and Resilience
CNS 核心:中:基于系统和用户的浮点正确性和弹性方法
  • 批准号:
    2211315
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 85万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: CNS Core: Medium: The Privacy Backplane - A Full Stack Approach to Individualized Privacy Controls Throughout the Internet-of-Things
合作研究:CNS 核心:媒介:隐私背板 - 整个物联网个性化隐私控制的全栈方法
  • 批准号:
    2211508
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 85万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: CNS Core: Medium: Access, Mobility, and Security above 100 GHz
合作研究:CNS 核心:中:100 GHz 以上的访问、移动性和安全性
  • 批准号:
    2211617
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 85万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: CNS Core: Medium: Access, Mobility, and Security above 100 GHz
合作研究:CNS 核心:中:100 GHz 以上的访问、移动性和安全性
  • 批准号:
    2211618
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 85万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: CNS Core: Medium: Rethinking Multi-User VR - Jointly Optimized Representation, Caching and Transport
合作研究:CNS 核心:媒介:重新思考多用户 VR - 联合优化表示、缓存和传输
  • 批准号:
    2212200
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 85万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了