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不重启不当机!Linux内核热补丁的四种技术

简介:

不重启不当机!Linux内核热补丁的四种技术

供图: Shutterstock

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有多种技术在竞争成为实现Linux内核热补丁的最优方案。

没人喜欢重启机器,尤其是涉及到一个内核问题的最新补丁程序。

为达到不重启的目的,目前有3个项目在朝这方面努力,将为大家提供内核升级时打热补丁的机制,这样就可以做到完全不重启机器。

Ksplice项目

首先要介绍的项目是Ksplice,它是热补丁技术的创始者,并于2008年建立了与项目同名的公司。Ksplice在替换新内核时,不需要预先修改;只需要一个diff文件,列出内核即将接受的修改即可。Ksplice公司免费提供软件,但技术支持是需要收费的,目前能够支持大部分常用的Linux发行版本。

但在2011年Oracle收购了这家公司后,情况发生了变化。 这项功能被合入到Oracle自己的Linux发行版本中,只对Oralcle自己提供技术更新。 这就导致,其他内核hacker们开始寻找替代Ksplice的方法,以避免缴纳Oracle税。

Kgraft项目

2014年2月,Suse提供了一个很好的解决方案:Kgraft,该内核更新技术以GPLv2/GPLv3混合许可证发布,且Suse不会将其作为一个专有发明封闭起来。Kgraft被提交到Linux内核主线,很有可能被内核主线采用。目前Suse已经把此技术集成到Suse Linux Enterprise Server 12

Kgraft和Ksplice在工作原理上很相似,都是使用一组diff文件来计算内核中需要修改的部分。但与Ksplice不同的是,Kgraft在做替换时,不需要完全停止内核。 在打补丁时,正在运行的函数可以先使用老版本或新内核中对应的部分,当补丁打完后就可以完全切换新的版本。

Kpatch项目

Red Hat也提出了他们的内核热补丁技术。同样是在2014年初 -- 与Suse在这方面的工作差不多 -- Kpatch的工作原理也和Kgraft相似。

主要的区别点在于,正如Red Hat的Josh Poimboeuf总结的那样,Kpatch并不将内核调用重定向到老版本。相反,它会等待所有函数调用都停止时,再切换到新内核。Red Hat的工程师认为这种方法更为安全,且更容易维护,缺点就是在打补丁的过程中会带来更大的延迟。

和Kgraft一样,Kpatch不仅仅可以在Red Hat的发行版本上使用,同时也被提交到了内核主线,作为一个可能的候选。 坏消息是Red Hat还未将此技术集成到产品中。 它只是被合入到了Red Hat Enterprise Linux 7的技术预览版中。

...也许 Kgraft + Kpatch更合适?

Red Hat的工程师Seth Jennings在2014年11月初,提出了第四种解决方案。将Kgraft和Kpatch结合起来, 补丁包用这两种方式都可以。在新的方法中,Jennings提出,“热补丁核心为其他内核模块提供了一个热补丁的注册接口”, 通过这种方法,打补丁的过程 -- 更准确的说,如何处理运行时内核调用 --可以被更加有序的组织起来。

这项新建议也意味着两个方案都还需要更长的时间,才能被linux内核正式采纳。尽管Suse步子迈得更快,并把Kgraft应用到了最新的enterprise版本中。让我们也关注一下Red Hat和Canonical近期是否会跟进。

原文发布时间:2015-01-13

本文来自云栖合作伙伴“linux中国”

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