高負荷システムにおける迅速なコンテナマイグレーション

高负载系统上的快速容器迁移

• 批准号: 22K11977
• 负责人: 光来 健一
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K11977/
• 关键词: 仮想化; コンテナ; マイグレーション; 仮想マシン; クラウド; 高負荷; 負荷分散

今年度は、VM外でのプロセスマイグレーション（課題(1)）とVM外でのコンテナマイグレーション（課題(2)）に取り組んだ。課題(1)については、VMの外側でプロセスの状態を保存する機構を開発した。そのために、VM内のOSのメモリを解析することによってプロセスの中の保存する必要がある状態を取得できるようにした。具体的には、保存対象のプロセスのIDからOSのメモリ上にあるプロセス構造体を探索し、その構造体の中に格納されているポインタをたどることによって目的の情報が格納されている構造体を見つける。例えば、保存に最も時間がかかるメモリ情報の場合、まずプロセス構造体からメモリ構造体を探し、次にプロセスの仮想メモリ領域に関する構造体を見つけ、アドレス等の情報およびメモリデータを保存する。OSデータの解析を容易にするために、これまでに開発してきた解析フレームワークを新しいLLVM処理系や新しいOSに対応させた。プロセスの状態保存の性能を様々な条件で調べた結果、メモリ情報の保存時間がVM内の負荷の影響を受けず、ばらつきも抑えられることが分かった。さらに、VMの外側からプロセスの状態を復元する機構についても取り組みを開始した。OSデータの書き換えを可能にするために、解析フレームワークを拡張してVMのメモリを書き換えられるようにした。そして、この拡張フレームワークを用いて、プロセスの一部の状態を正しく書き換えられることを確認した。課題(2)については、コンテナマイグレーションに必要となる状態をVMの外側で保存する機構の開発を開始した。VM外でのコンテナの状態の保存・復元は容易ではないことが判明したため、その開発を支援するためにVM内の状態保存・復元機構と連携する仕組みを構築した。

Our は, VM で の プ ロ セ ス マ イ グ レ ー シ ョ ン (1) (subject) と outside VM で の コ ン テ ナ マ イ グ レ ー シ ョ ン group (2) (subject) に take り ん だ. Subject (1)に に に て て に, the state of the <s:1> on the outside of the VM を preservation する mechanism を development た. そ の た め に, VM の OS の メ モ リ を parsing す る こ と に よ っ て プ ロ セ ス の の preserved in す る necessary が あ る state を obtain で き る よ う に し た. Specific に は, save as の seaborne プ ロ セ ス の ID か ら OS の メ モ リ on に あ る プ ロ セ ス constructs を exploring し, そ の constructs in the の に Wagner さ れ て い る ポ イ ン タ を た ど る こ と に よ っ て purpose の intelligence が Wagner さ れ て い る constructs を see つ け る. Example え ば time, save the most も に が か か る メ モ リ intelligence の occasions, ま ず プ ロ セ ス constructs か ら メ モ リ constructs し を and time に プ ロ セ ス の 仮 think メ モ リ field に masato す る constructs を see つ け, ア ド レ ス etc. の intelligence お よ び メ モ リ デ ー タ を save す る. OS デ ー タ の parsing を easy に す る た め に, こ れ ま で に open 発 し て き た parsing フ レ ー ム ワ ー ク を new し い LLVM 処 manage department や new し い OS に 応 seaborne さ せ た. プ ロ セ ス の preserved の performance を others 々 な conditions で adjustable べ た results, メ モ リ intelligence の save time が の load in the VM の を by け ず, ば ら つ き も え suppression ら れ る こ と が points か っ た. Youdaoplaceholder0, outer side of VM さらに らプロセス らプロセス を status を recovery する mechanism に みを て て て retrievals the みを group みを starts た. OS デ ー タ の book き in え を may に す る た め に, parse フ レ ー ム ワ ー ク を company, zhang し て VM の メ モ リ を book き in え ら れ る よ う に し た. そ し て, こ の company, zhang フ レ ー ム ワ ー ク を with い て, プ ロ セ ス の a を is の state し く book き in え ら れ る こ と を confirm し た. Subject (2) に つ い て は, コ ン テ ナ マ イ グ レ ー シ ョ ン に necessary と な る state を VM の lateral で save す る institutions の open 発 を began し た. State of VM outside で の コ ン テ ナ の の preservation, recovery は easy で は な い こ と が.at し た た め, そ の open 発 を support す る た め に と の state preservation, recovery agencies in VM す link-up る blackstone group み を build し た.

项目成果

Intel SGXとSMMを組み合わせた安全なホストベースIDSの実行機構

结合Intel SGX和SMM的基于主机的安全IDS执行机制

• 发表时间: 2023
• 作者: 古賀吉道;光来健一
• 通讯作者: 光来健一

Secure Monitoring of Virtual Machines Protected by AMD SEV in Public Clouds

在公共云中安全监控受 AMD SEV 保护的虚拟机

• 发表时间: 2022
• 作者: Tomoharu Nono;Kenichi Kourai
• 通讯作者: Kenichi Kourai

Secure Intrusion Detection by Combining Intel SGX and SMM

通过结合英特尔 SGX 和 SMM 进行安全入侵检测

• 发表时间: 2022
• 作者: Yoshimichi Koga;Kenichi Kourai
• 通讯作者: Kenichi Kourai

Secure Offloading of User-level IDS with VM-compatible OS Emulation Layers for Intel SGX

• DOI: 10.1109/cloud55607.2022.00035
• 发表时间: 2022-07
• 期刊: 2022 IEEE 15th International Conference on Cloud Computing (CLOUD)
• 作者: Takumi Kawamura;Kenichi Kourai

VM外で実行可能なコンテナの状態保存機構

可以在VM外部运行的容器状态存储机制

• 发表时间: 2022
• 作者: 朝倉優輝;光来健一
• 通讯作者: 光来健一