Sistemas operativos

Investigaci´ n en sistemas operativos.
o
Un kernel asim´ trico para el procesamiento de red,
e
evaluaci´ n de resultados preliminares.
o
Javier D´az
ı
jdiaz@info.unlp.edu.ar
Mat´as Zabalj´ uregui
ı
a
matiasz@info.unlp.edu.ar
Laboratorio de Investigaci´ n en Nuevas Tecnolog´as Inform´ ticas
o
ı
a
Universidad Nacional de La Plata

Resumen
Este art´culo presenta los temas que seı
est´ n comenzando a explorar en el Laboraa
torio de Investigaci´ n en Nuevas Tecnolog´as
o
ı
Inform´ ticas como parte de una l´nea de ina
ı
vestigaci´ n en sistemas operativos y expone
o
los primeros resultados obtenidos.
La r´ pida evoluci´ n en las tecnolog´as de
a
o
ı
hardware, las redes de datos y el dise˜ o del
n
software de usuario contrasta con el hecho de
que el dise˜ odel kernel y los mecanismos que
n
implementan la protecci´ n y virtualizaci´ n de
o
o
los recursos, en los sistemas operativos actuales, no hayan tenido avances significativos en
las ultimas tres d´ cadas. Esta disparidad se ve
e
´
reflejada en un overhead significativo de procesamiento, conocido como intrusi´ n del siso
tema operativo.
Esta l´nea de investigaci´ n se enfoca en
ı
oidentificar, proponer y evaluar nuevas carac-

ter´sticas relacionadas con la performance y
ı
escalabilidad del kernel Linux, teniendo en
cuenta los nuevos desaf´os que presentan las
ı
arquitecturas multicore y la computaci´ n ceno
trada en las redes a los sistemas operativos de
la pr´ xima generaci´ n.
o
o

1.

Introducci´ n
o

Asumiendo un futuro tecnol´ gico cercano
o
donde lacomputaci´ n centrada en las redes
o
y las arquitecturas paralelas ser´ n caracter´stia
ı
cas fundamentales, se hace evidente la necesidad de replantear el dise˜ o del software de ban
se teniendo en cuenta los nuevos paradigmas
de procesamiento y caracter´sticas del hardı
ware. Por un lado, se espera un gran desarrollo tecnol´ gico basado en las distintas foro
mas de almacenamiento yprocesamiento distribuido, soportado por el incesante avance en

los est´ ndares y tecnolog´as de redes de datos.
a
ı
Por otro lado, las arquitecturas con m´ ltiples
u
n´ cleos de procesamiento se est´ n posicionanu
a
do como el est´ ndar actual para la mayor´a de
a
ı
las configuraciones de hardware.
En este escenario, se est´ n planteando
a
nuevas caracter´sticas (y adaptando antiguas
ıideas) que los sistemas operativos deber´ n ina
corporar en el corto y mediano plazo. Entre otras, se pueden mencionar el dise˜ o de
n
kernels asim´ tricos y activos para explotar al
e
m´ ximo el paralelismo en las nuevas arquia
tecturas, el desarrollo de una capa de llamadas al sistema completamente asincr´ nicas y
o
basadas en memoria compartida para optimizar las operaciones deentrada/salida que cada
vez son m´ s frecuentes, las nuevas tecnolog´as
a
ı
de virtualizaci´ n, y las funcionalidades que ino
corporan soporte para computaci´ n Grid en el
o
kernel.
A continuaci´ n se describen los temas que
o
forman parte de la l´nea de investigaci´ n en
ı
o
sistemas operativos que se est´ desarrollando
a
en el Laboratorio de Investigaci´ n en Nuevas
o
Tecnolog´asInform´ ticas.
ı
a

2.
2.1.

L´nea de Investigaci´ n
ı
o
Un kernel asim´ trico y activo
e

Generalmente, los sistemas operativos han
utilizado a las m´ quinas SMP de manera
a
sim´ trica, intentando balancear la carga entre
e
todos los elementos de procesamiento disponibles. En los sistemas ASMP, los procesadores se especializan para tareas espec´ficas. Por
ı
ejemplo, es posible queuna CPU responda a
todas las interrupciones del hardware, mientras el resto del trabajo en el sistema sea distribuido equitativamente entre el resto de las

CPUs. O puede restringirse la ejecuci´ n del
o
c´ digo en modo kernel a s´ lo un procesador
o
o
(a uno espec´fico o a un procesador a la vez),
ı
mientras el c´ digo en espacio de usuario se
o
ejecuta en el resto de las CPUs....