飞秒容器：基于轻量级虚拟化与隔离的物联网软件模块微服务架构上的 DevOps
软件工程
2021-11-04 v2 网络与互联网体系结构
操作系统
摘要
开发、部署与维护网络化软件已被 DevOps 彻底变革，DevOps 已成为提升系统软件质量并实现敏捷演进的关键手段。与此同时，物联网（IoT）连接了越来越多未被 DevOps 工具覆盖的设备：低功耗、基于微控制器的设备。本文通过设计飞秒容器（Femto-Containers）这一新架构来弥合此差距，该架构支持通过低功耗网络在微控制器上实现软件容器的容器化、虚拟化与安全部署。作为概念验证，我们在主流微控制器架构（Arm Cortex-M、ESP32 与 RISC-V）上采用 eBPF 虚拟化与 RIOT（该领域常用操作系统）实现并评估了飞秒容器。我们表明，相较于原生代码执行，飞秒容器能以极小内存占用开销（低于 10%）与极短启动时间（数十微秒）虚拟化并隔离多个并发执行的软件模块。我们表明飞秒容器可满足插入热代码路径的低层调试逻辑与用多种常见编程语言编写的高层业务逻辑之约束。相较已有工作，飞秒容器因此在内存占用、能耗、敏捷性与安全性方面提供了诱人的权衡。
引用
@article{arxiv.2106.12553,
title = {Femto-Containers: DevOps on Microcontrollers with Lightweight Virtualization & Isolation for IoT Software Modules},
author = {Koen Zandberg and Emmanuel Baccelli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.12553},
year = {2021}
}