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Linuxtag 2010: Sieben Herausforderungen für die Kernel-Community

Linuxtag 2010: Sieben Herausforderungen für die Kernel-Community

Marcel Hilzinger
13.06.2010 In seiner Keynote auf dem LinuxTag veröffentlichte Jonathan Corbet eine Special Edition seines Kernel-Reports und wies auf aktuelle Herausforderungen bei der Kernelentwicklung hin.

Corbet startete seine Keynote mit ein paar historischen Ausführungen zur Entwicklung des Kernels. Demnach hat der Kernel im vergangenen Jahr um über zwei Millionen Zeilen zugenommen und täglich kommen knapp 6000 neue Zeilen hinzu. Er schloss seinen Kurzreport deshalb mit dem Fazit, dass die Entwicklung bestens funktioniere und voranschreite.

Jonathan Corbet ist Chefredakteur von lwn.net und zugleich Kernel-Entwickler.

Im zweiten Teil seiner Keynote ging Jonathan Corbet auf sieben Punkte ein, die er dennoch als Herausforderung für die zukünftige Entwicklung sieht. Da Corbet selbst am Kernel mitarbeitet, kann er dies als Insider relativ gut bewerten. So ging er ganz zu Beginn auf die Zusammenarbeit mit Google ein. Auf dem Kernel-Summit in Tokio sei Google endlich auf die Kernel-Entwickler zugekommen und habe eingesehen, dass es besser sei, Patches in den Mainline-Kernel zu bringen. Zu dieser "Einsicht" führte unter anderem auch der Umstand, dass Google nicht genügend Kernelprogrammierer hatte und sehr viele neue Features sich nur mit viel Aufwand in den "Google-Kernel" zurückportieren ließen. Den gleichen Fehler habe man bei Android noch einmal gemacht.

Corbet ist zuversichtlich, dass die meisten Änderungen von Android bis Ende Jahr in den Mainstream-Kernel übernommen werden können.

Ein weiteres Problemfeld sah Corbet im Bereich Skalierbarkeit. Obwohl Linux bereits jetzt auf Kleinstrechnern und Servern gleichermaßen seinen Dienst verrichte, gibt es zum Beispiel beim SSD-Support und beim Netzwerk-Support Nachholbedarf. Als Beispiel listete Corbet die 10G-Netzwerke auf. Hier funktioniere zwar alles wunderbar, so lange man große bis sehr große Pakete übertragen wolle, bei kleinen Paketen würden hingegen schnell Bottlenecks auftreten. Ein ähnliches Problem stelle sich bei den Solid State Drives. Während man bislang im Kernel mit rund 100 Dateioperationen pro Sekunde auskam, müsse man bereits in naher Zukunft mit über 100'000 Operationen pro Sekunde rechnen. Ebenfalls unter das Stichwort "Scalability" reihte Corbet die Größe des kleinstmöglichen Kernels. Auch wenn man hier sehr viele Versuche unternehme, diese klein zu halten, würde der Kernel doch ständig zunehmen.

Mit der Version 2.6.29 hat der Kernel stark zugenommen. Hier hielten u.a. KMS-Support, Btrfs und SquashFS Einzug.

Ein weiteres Problemfeld stellt laut Corbet der Bereich Storage dar. Während bei den klassischen Unix-Servern und Unix-Dateisystemen das Handling von relativ kleinen Dateien im Vordergrund stand, nehmen die Datei- und Dateisystemgrößen sehr schnell zu. Ext4 sei zwar ein guter und wichtiger Schritt in die Richtung Dateisystemsupport gewesen, die Zukunft gehöre aber klar neuen Dateisystemen wie Btrfs. Bis Btrfs hingegen über die nötige Stabilität verfüge, dürfte noch etwas Zeit vergehen. Diese Zeit müsse man möglichst klein halten. Auch den SSD-Support erwähnte Corbet an dieser Stelle noch einmal: So lässt etwa der Trim-Support des Kernels noch viel zu wünschen übrig.

Eine große Herausforderung sieht Corbet auch innerhalb der Entwickler beim Thema Tracing und Visibility. Während der Kernelentwickler Ingo Molnar Perf Events für die Lösung sämtlicher Probleme hält, und SystemTap unter den Entwicklern sehr unbeliebt ist, gibt es mit Ftrace eine mögliche Lösung für dieses Problem. Auch ein einheitliches Benachrichtigungssystem mit IDs wäre wünschenswert, die Lage scheint hier aber auch laut Andrew Morton hoffnungslos zu sein.

Mit diesem Zitat von Andrew Morton wies Corbet auf den Zustand des Messaging-Systems hin.

Beim Thema Real Time Linux sieht Corbet zwei Hauptschwerpunkte. Hier ist Linux einerseits auf Unterhaltungsgeräten wie elektrischen Keyboards oder TV-Geräten als Embedded-Lösung im Einsatz, andererseits aber auch auf Serverfarmen im Finanzsektor, um Transaktionen abzuwickeln. Aus den zwei Aufgabenbereichen entstünden unterschiedliche Anforderungen an einen Real-Time-Kernel. Auch in den Bereichen Latenz und Scheduling stehe man vor dem gleichen Problem, da ein Desktop-System andere Anforderungen an einen Scheduler habe als ein Server. Laut Corbet stehen hier noch zahlreiche Punkte auf der Aufgabenliste der Kernelentwickler, immerhin werde man aber den Big Kernel Lock mit der kommenden Version 2.6.35 endlich aus dem Kernel entfernt haben.

Neben der Virtualisierung, bei der Corbet in erster Linie Probleme bei der Wahl des besten Containerformats sieht, sieht Corbet in Hardware-Fragen nur noch geringe Probleme. So seien die meisten großen Grafikprobleme gelöst und generell gäbe es für praktisch alle Geräteklassen Support im Kernel. Als einzige Herausforderung erwähnte Corbet hier deshalb das Powermanagement: Es funktioniere zwar auf Geräte-Ebene gut, aber nicht unbedingt auf Systemebene. Zudem müsse man sich auch um das Powermanagement von großen Servern kümmern, nicht nur um dasjenige von kleinen.

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