容器系统隔离性机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61872155
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0204.计算机系统结构与硬件技术
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Compared to the traditional hardware virtualization technology, container has the advantages of small overhead, higher efficiency, etc., which makes it widely adopted in resource management, system maintenance and software deployment of cloud platform. Container not only has become the focus of cloud computing, but also has the potential to change the software ecosystem. Compared with the traditional hardware virtualization technology, the lack of isolation capability is the key limitation of containers, along with the increasing deployment density of containers in data centers. Container isolation problem has become increasingly significant and is the major bottleneck restricting the development and application of container technology. This project, starting from the core mechanism of operating system virtualization, provides a systematic and in-depth study on the problem and the essence of container isolation. It shows a comprehensive analysis of the complex factors involved in container isolation problem, combined with the technology development trend of computer architecture. This project puts forward a new system model and a set of isolation mechanisms targeting container isolation problem, which will guarantee high isolation capability among containers and solve the bottleneck of containerization in data centers.
相比于传统硬件虚拟化技术,容器技术具有开销小、效率高等优点,因而广泛应用于云计算平台的资源管理、系统运维和软件部署,不仅成为云计算领域的业界热点,而且具有改变软件生态的潜力。隔离性不足是容器相对传统虚拟化技术而言最大的局限性,随着数据中心容器部署密度的不断提高以及所承载应用的复杂多样,容器隔离性问题日益凸显,已成为制约容器技术发展和应用的主要瓶颈。本项目从操作系统虚拟化的核心机理出发,系统深入地研究了容器隔离性问题及其本质原因,全面综合地分析了容器隔离性问题涉及的复杂因素,并结合体系结构领域的技术发展趋势,提出了一套针对容器隔离性问题的新型系统架构和隔离方法,以保障容器运行环境的高效隔离能力,解决数据中心容器化过程中的关键瓶颈问题。

结项摘要

相比于传统虚拟化技术,现有容器技术具有开销小、效率高等优点,但是也存在局限性,其中容器隔离性不足的问题最为突出,成为制约容器发展和应用的主要技术瓶颈。针对云计算环境下容器隔离性问题,以解决操作系统虚拟化环境下建立层次化隔离模型面临的关键科学问题为目标,分别设计了容器系统资源视图隔离机制、容器系统内核软资源隔离机制和软硬协同的容器隔离机制。本课题一系列有影响力的成果,发表/录用学术论文29篇(其中CCF A/B类20篇),授权/申请发明专利14项(其中美国专利7项),研究成果入选2021年世界互联网领先科技成果,并在阿里云等行业领军企业获得大规模应用。因为在云计算领域的突出贡献,项目负责人作为第二完成人获得2020年国家自然科学二等奖,并于2021年入选国家“万人计划”科技创新领军人才。本课题研究成果为云计算环境下容器系统隔离机制优化奠定了理论和实践基础。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(5)
会议论文数量(4)
专利数量(14)
Accelerating Parallel Applications in Cloud Platforms via Adaptive Time-Slice Control
通过自适应时间片控制加速云平台中的并行应用程序
  • DOI:
    10.1109/tc.2020.2999619
  • 发表时间:
    2021-07
  • 期刊:
    IEEE TRANSACTIONS ON COMPUTERS
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Fan Hao;Wu Song;Zhao Xinyu;Xie Zhenjiang;Di Sheng;Xiao Jiang;Yu Chen;Jin Hai
  • 通讯作者:
    Jin Hai
VAIL: A Victim-Aware Cache Policy to improve NVM Lifetime for hybrid memory system
VAIL:一种受害者感知缓存策略,可提高混合内存系统的 NVM 生命周期
  • DOI:
    10.1016/j.parco.2018.12.005
  • 发表时间:
    2019-09
  • 期刊:
    Parallel Computing
  • 影响因子:
    1.4
  • 作者:
    Zhou Fang;Wu Song;Jia Youchuang;Gao Xiang;Jin Hai;Liao Xiaofei;Yuan Pingpeng
  • 通讯作者:
    Yuan Pingpeng
Container lifecycle-aware scheduling for serverless computing
无服务器计算的容器生命周期感知调度
  • DOI:
    10.1002/spe.3016
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    SOFTWARE-PRACTICE & EXPERIENCE
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Wu Song;Tao Zhiheng;Fan Hao;Huang Zhuo;Zhang Xinmin;Jin Hai;Yu Chen;Cao Chun
  • 通讯作者:
    Cao Chun
Characterizing and optimizing Kernel resource isolation for containers
表征和优化容器的内核资源隔离
  • DOI:
    10.1016/j.future.2022.11.018
  • 发表时间:
    2022-11
  • 期刊:
    Future Generation Computer Systems
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Kun Wang;Song Wu;Kun Suo;Yijie Liu;Hang Huang;Zhuo Huang;Hai Jin
  • 通讯作者:
    Hai Jin
Dual-Page Checkpointing: An Architectural Approach to Efficient Data Persistence for In-Memory Applications
双页检查点:内存应用程序高效数据持久化的架构方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    ACM Transactions on Architecture and Code Optimization
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Song wu;Fang zhou;Xiang Gao;Hai Jin;JingleiRen
  • 通讯作者:
    JingleiRen

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其他文献

电针“内关”对心肌肥厚模型大鼠心肌形态学的影响
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    10.4028/www.scientific.net/amr.201-203.2224
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    吴松;王华;李佳;陈松;黄伟
  • 通讯作者:
    黄伟
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴松;石俊俊;王宇泽
  • 通讯作者:
    王宇泽
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  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中华关节外科杂志(电子版)
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    魏垒
城市总体规划环境影响评价方法初探——以巢湖市为例
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    张健滔

其他文献

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吴松的其他基金

云计算环境下操作系统虚拟化内核技术
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    298 万元
  • 项目类别:
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虚拟化环境下面向新型存储系统的I/O资源调度方法
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  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    面上项目
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  • 批准号:
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  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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  • 批准号:
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相似海外基金

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知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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