Erstes mklinux-Release startet Linux-Kernel ohne Hypervisor

Cong Wang hat den Startschuss auf der Linux-Kernel-Mailingliste gegeben: mklinux v7.0-mk2, das erste öffentliche Release des Multikernel-Projekts, kann ausprobiert werden. Auf einer x86_64-Maschine sollen damit mehrere unabhängige Linux-Kernel gleichzeitig laufen – direkt auf der Hardware, also auf „Bare Metal“, und ohne Hypervisor oder Containerdienst.

Der Mechanismus ist ungewöhnlich klar aufgeteilt. Ein Host-Kernel verwaltet einen Pool aus CPUs, Speicher und PCI-Geräten, also angeschlossener Hardware, und weist Teile davon einzelnen Instanzen zu. Jede Instanz bekommt ihren eigenen Kernel, eigene Prozessoren, eigenen Speicher und eigene Geräte. Es gibt keine Emulation; zwischen den Kerneln wird nur geteilt, was ausdrücklich vorgesehen ist. Über sogenannte Devicetree-Overlays, Beschreibungen der Hardware-Aufteilung, sollen Ressourcen sogar ohne Neustart verschoben werden können.

Der erwartete Vorteil liegt in der Kombination aus Isolation und Tempo. Ein Fehler, eine Kernel-Panik oder ein Sicherheitsproblem in einem Kernel soll die anderen nicht erreichen. Gegenüber virtuellen Maschinen entfällt laut Wang eine zweite Ebene von Seitentabellen und ein Gerätemodell. Seine Messungen zeigen gegenüber KVM-Gästen, also virtuellen Linux-Systemen, je nach Test einen Faktor von 1,07 bis 2,5; Speicherbandbreite und Speicherlatenz lagen hingegen auf demselben Niveau.

Als mögliche Einsatzfelder nennen die Entwickler KI-Training und -Inferenz, latenzempfindliche Dienste sowie Arbeitslasten mit strengen Sicherheitsanforderungen. Multikernel soll außerdem für jede Anwendung einen eigenen Kernel starten können; physische Gerätetreiber könnten in separaten Kerneln laufen, die Anwendungskernel über virtuelle Netzwerkkarten und virtuelle Blockgeräte anbinden. Bestehende Anwendungen und Systemschnittstellen sollen kompatibel bleiben, weil die Änderungen am Linux-Kernel minimal und nichtinvasiv seien.

Und dann, konkret? Betreiber könnten Anwendungen oder Gerätetreiber stärker voneinander trennen, ohne den Overhead klassischer Virtualisierung in Kauf zu nehmen. Ressourcen einer abgeschalteten Instanz ließen sich anschließend einem anderen Kernel zuweisen. Das ist zunächst ein Werkzeug für Entwickler und Tests: Das Release steht als GitHub-Projekt bereit, unterstützt bislang nur x86_64, und die Leistungswerte kommen von Wang und seinem Team. Ob sich der Vorteil außerhalb dieser Messungen hält, müssen weitere Versuche zeigen.