CRIU (एप्लिकेशन चेकपॉइंट / रिस्टोर इन यूजर्सस्पेस) एक महत्वाकांक्षी, तेजी से विकासशील परियोजना है जो आपको कार्यक्रम की स्थिति को नियंत्रण बिंदु के रूप में सहेजने की अनुमति देता है, और बाद में इस बिंदु से एप्लिकेशन को फिर से शुरू करता है।
ब्रेकपॉइंट बनाने के लिए सॉफ़्टवेयर का उपयोग करने की संभावनाएं काफी विविध हैं। उदाहरण के लिए, OpenVZ लाइव माइग्रेशन के लिए एक समान तंत्र का उपयोग करता है। Parallels Virtuozzo कर्नेल अपडेट के बाद कंटेनरों को जल्दी से फिर से शुरू करने के लिए एक समान तंत्र का उपयोग करता है। CRIU पहले से ही उच्च प्रदर्शन वाले समूहों में उपयोग किया जाता है, विफलता की स्थिति में अनुप्रयोग संचालन को फिर से शुरू करने के लिए उपयोग की जाने वाली कंप्यूटिंग प्रक्रियाओं के मध्यवर्ती परिणामों को संरक्षित करने के लिए।
यह लेख बताता है कि कैसे CRIU एक कार्यक्रम की स्थिति को बचाता है और पुनर्स्थापित करता है, और यह परियोजना अपने पूर्ववर्तियों की तुलना में अधिक सफल क्यों हो सकती है।

थोड़ा इतिहास

लिनक्स में कार्यक्रमों को बचाने और पुनर्स्थापित करने के लिए कुछ तंत्र को लागू करने के पहले प्रयास से CRIU दूर है। कम से कम दो काम कर रहे हैं C / R कार्यान्वयन: OpenVZ और लिन-क्रै प्रोजेक्ट, ओरेन लादान के नेतृत्व में।
दोनों परियोजनाओं के साथ समस्या यह है कि वे C / R के सभी को लगभग पूरी तरह से कर्नेल स्थान पर लागू करते हैं। हालाँकि, ये प्रोजेक्ट बड़ी मात्रा और जटिल कोड के कारण मुख्य लिनक्स कर्नेल का हिस्सा नहीं बने।
ओपनवीजेड डेवलपमेंट टीम के नेता पावेल एलेमानोव ने सी / आर के लिए खुद को बदलने और उपयोगकर्ता के स्थान पर मुख्य कार्य को स्थानांतरित करने का सुझाव दिया। समुदाय ने विचार को अच्छी तरह से स्वीकार किया और CRIU परियोजना दिखाई दी।

बचत राज्य

एक आवेदन में एक या कई चलने वाली प्रक्रियाएं शामिल हो सकती हैं। CRIU दोनों प्रकारों का समर्थन करता है।
प्रक्रिया की स्थिति के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए, पहली बात जो दिमाग में आती है वह है डिबगर (ptr) द्वारा उपयोग किए जाने वाले तंत्र का उपयोग। लेकिन वह सभी जानकारी प्रदान नहीं करता है। प्रक्रिया की स्थिति का हिस्सा procfs फाइल सिस्टम और prctl सिस्टम कॉल से प्राप्त किया जा सकता है, लेकिन यह पर्याप्त नहीं है।
लापता जानकारी प्राप्त करने के लिए, CRIU परियोजना ने निष्पादन योग्य कोड को प्रक्रिया में (तथाकथित सहज कोड) इंजेक्ट करने के लिए एक तंत्र का उपयोग किया, जिसे आज लिनक्स कर्नेल के मुख्य डेवलपर्स में से एक Tejun Heo द्वारा विकसित और कृपया प्रदान किया गया।

आवेदन राज्य वसूली

एक चेकपॉइंट से किसी एप्लिकेशन को पुनर्स्थापित करने के लिए, आपको पहले इसकी प्रक्रियाओं का एक पेड़ बनाना होगा। ऐसा करने के लिए, लिनक्स कर्नेल में एक अलग तंत्र विकसित किया गया है जिसमें दिए गए पहचानकर्ता के साथ प्रक्रियाएं बनाई जा सकती हैं। शुरू करने के बाद, प्रत्येक प्रक्रिया अपनी मेमोरी, खुली फाइलें, सॉकेट, पाइप, आईपीसी आदि को पुनर्स्थापित करती है।
हालांकि, वास्तव में, सब कुछ इतना सरल नहीं है, क्योंकि संसाधनों को कई प्रक्रियाओं द्वारा साझा किया जा सकता है।
प्रक्रिया पता स्थान क्षेत्र अद्वितीय हो सकते हैं (MAP_PRIVATE) या कई प्रक्रियाओं (MAP_SHARED) द्वारा एक साथ पहुँचा जा सकता है। पहला प्रकार काफी सरल रूप से बहाल किया गया है (यदि आप तकनीक के बारे में नहीं सोचते हैं "लिखने पर प्रतिलिपि" - यह इस लेख के कोष्ठक के बाहर रहता है)।
दूसरे विकल्प में क्या समस्या है? यदि हमारे पास किसी फ़ाइल में मैप किया गया पता स्थान है, तो सब कुछ ठीक है - आप पता स्थान के ऐसे टुकड़े को पुनर्स्थापित करने के लिए मानक लिनक्स तंत्र का उपयोग कर सकते हैं।
लेकिन क्या होगा यदि क्षेत्र अनाम है (MAP_ANONYMOUS), अर्थात् राम को मैप किया? इस तरह के क्षेत्र की बहाली का समर्थन करने के लिए, कर्नेल को एक फ़ाइल के साथ फिर से ट्रिम करना आवश्यक था, अर्थात् प्रत्येक को घोषित फ़ाइल सिस्टम में प्रदर्शित करने के लिए - प्रत्येक वितरित मेमोरी क्षेत्र के लिए, कर्नेल एक फ़ाइल / proc / self / map_file / <start_addr> - <end_addr> में बनाता है। इन फ़ाइलों के लिए धन्यवाद, वितरित मेमोरी के अनाम क्षेत्रों को फ़ाइल के रूप में पुनर्स्थापित किया जा सकता है।
लाइन में अगली समस्या खुली फाइलें थीं। उन्हें कई प्रक्रियाओं के बीच भी साझा किया जा सकता है। यहाँ, यूनिक्स सॉकेट्स के माध्यम से फाइल डिस्क्रिप्टर को स्थानांतरित करने की क्षमता काम आई। उपयोगकर्ता प्रक्रियाओं में से एक फ़ाइल को खोलता है, और इसके डिस्क्रिप्टर को दूसरों को भेजता है।
तो, मेमोरी को पुनर्स्थापित किया जाता है, फाइलें खुली होती हैं। प्रक्रिया नियंत्रण कैसे स्थानांतरित किया जाता है? कंट्रोल ट्रांसफर सिग्रेटर्न () सिस्टम कॉल पर आधारित होता है: जब कोई सिग्नल प्रक्रिया में आता है, तो कर्नेल प्रक्रिया की स्थिति को बचाता है और सिग्नल हैंडलर को कंट्रोल ट्रांसफर करता है, जो अंत में सिग्रेस्टर्न () कहता है। इस प्रकार, वांछित बिंदु से प्रक्रिया शुरू करने के लिए, यह वांछित प्रारूप में प्रक्रिया की स्थिति को पुनर्स्थापित करने और सिग्रेटर्न () को कॉल करने के लिए पर्याप्त है।
और अब इस प्रक्रिया को बहाल कर दिया गया है और काम करना जारी है।

दिलचस्प

CRIU टीसीपी कनेक्शन को बचा सकता है और पुनर्स्थापित कर सकता है। इसका उपयोग लाइव माइग्रेशन के लिए किया जा सकता है। जब उपयोगकर्ता अपने सभी कनेक्शन के साथ किसी अन्य सर्वर पर ले जाता है, तो उपयोगकर्ता को नेटवर्क गतिविधि में केवल थोड़ी देरी दिखाई देगी।
CRIU, Google के प्रोटोकॉल बफ़र्स प्रारूप का उपयोग करके डिस्क में प्रक्रिया डेटा बचाता है। इस प्रोटोकॉल के साथ काम करने के लिए सॉफ़्टवेयर लाइब्रेरी अधिकांश लोकप्रिय भाषाओं के लिए मौजूद हैं।
विकास के दौरान, सभी CRIU सुविधाओं की एक एकीकृत परीक्षण प्रणाली द्वारा निरंतर निगरानी की जाती है। इसके लिए, OpenVZ और Virtuozzo विकास परियोजनाओं से उधार लिया गया एक नया और बेहतर ढांचा उपयोग किया जाता है।
CRIU को Parallels द्वारा OpenVZ कोड को मुख्य Linux कर्नेल में पोर्ट करने के लिए एक परियोजना के भाग के रूप में विकसित किया जा रहा है।

लक्ष्यों

निकट भविष्य के लिए परियोजना का मुख्य लक्ष्य लिनक्स कंटेनर (एलएक्ससी) की स्थिति को बनाए रखना और पुनर्स्थापित करना सीखना है। ऐसा करने के लिए, आपको प्राप्त टर्मिनलों को बचाने और पुनर्स्थापित करने की आवश्यकता है, लेकिन अभी तक संसाधित सिग्नल नहीं, नेटवर्क नेमस्पेस नेमस्पेस (नेटवर्क नेमस्पेस) और फ़ाइल पदानुक्रम (माउंट नेमस्पेस; विकास के तहत)।

संदर्भ

ru.wikipedia.org/wiki/CRIU
ckpt.wiki.kernel.org/index.php/Main_Page
wiki.openvz.org/Checkpointing_and_live_migration
www.parallels.com
code.google.com/p/protobuf