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Microsoft und ETH veröffentlichen Open-Source-Betriebssystem Barrelfish

Microsoft und ETH veröffentlichen Open-Source-Betriebssystem Barrelfish

Tim Schürmann
29.09.2009 Eine Gruppe der ETH Zürich arbeitet zusammen mit dem Softwaregigant Microsoft an einem neuartigen Betriebssystem namens Barrelfish. Jetzt wurden erste Ergebnisse unter einer Open-Source-Lizenz veröffentlicht.

Barrelfish basiert auf dem Konzept des so genannten Multikernel. Es fasst jeden Kern moderner Prozessoren als Knotenpunkt in einem Netzwerk auf. Auf jedem Kern läuft ein Mini-Betriebssystem, das mit seinen Kollegen kommuniziert und Daten austauscht. Damit entsteht auf einem einzelnen Computer ein kleines, verteiltes Netzwerk (Distributed System), welches sich nach außen hin wie ein einziges, großes Betriebssystem verhält. Auf diese Weise lässt sich die anstehende Arbeit wesentlich besser auf die vorhandenen Prozessorkerne verteilen und somit wiederum die vorhandene Rechnenleistung besser ausnutzen - unter den meisten modernen PCs liegen je nach Anwendung mehr oder weniger Prozessorkerne brach. Das gesamte Konzept ähnelt stark dem Cloud-Computing-Prinzip.

Das Entwicklerteam setzt sich aus Forschern der ETH Zürich und Mitgliedern von Microsoft Research Cambridge zusammen. Das Joint-Venture möchte herausfinden, „wie man ein Betriebssystem für Multi- und Many-Core-Systeme strukturieren kann“. Dabei beschränkt man sich nicht nur auf die theoretischen Überlegungen: Auf der etwas kargen und unscheinbaren Homepage steht neben verschiedenen theoretischen Abhandlungen seit Mitte September auch erstmals Quellcode unter einer BSD-Lizenz bereit.

Diese Barrelfish getaufte Referenzimplementierung soll primär anderen Forschern und Entwicklern Einblicke in die Arbeitsweisen geben und die prinzipielle Praxistauglichkeit des Konzepts beweisen. Da zudem (noch) viele Funktionen eines typischen Betriebssystems fehlen, taugt es nicht für den alltäglichen Einsatz - wer es installieren möchte, benötigt entsprechend fundierte Kenntnisse.

Letztere erfordert auch ein Blick in die, mit Fachtermini um sich werfenden PDF-Dokumente. Darin bescheinigen die Entwickler Barrelfish nicht nur eine bessere Performance gegenüber bestehenden Betriebssystemen wie Windows oder Linux, das System sei auch wesentlich besser skalierbar. Dabei hilft es, dass die kleinen Betriebssystemknoten, die auf jedem Prozessorkern laufen, sich keinen Speicher teilen („Shared Memory“) sondern sich wie in herkömmlichen, verteilten System ausschließlich über Nachrichten unterhalten („Message Passing“). Darüber hinaus ist das Konzept nicht an eine bestimmte Hardwareplattform gebunden, Barrelfish lässt sich folglich leicht(er) auf andere Architekturen und Systeme übertragen.

In seinem FAQ betont das Joint-Venture, dass es keine finanzielle Unterstützung von Microsoft erhält. Die Zusammenarbeit zwischen Microsoft Research und der ETH ergab sich lediglich aus einem früheren Projekt.

Neben Barrelfish arbeitet Microsoft hinter den Kulissen an weiteren, alternativen Betriebssystemen, die einmal die Windows-Linie ablösen könnten oder dort zumindest mit ihren Ergebnissen einfließen. Bekanntestes Beispiel ist das Betriebssystem Singularity, das vollständig auf .NET-Programme ausgerichtet ist und sie ähnlich wie Barrelfish auch verteilt in einem Netzwerk ausführen können soll.

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Kommentare
Eher die ETH Zürich als MS
Py Coder, Dienstag, 29. September 2009 19:21:40
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11 von den 13 Authoren in AUTHORS stammen von der ETH Zürich.

Bis auf die 6000 Zeilen stammt/ist alles Open Source von Net-BSD Libs bis hin zu den benötigten Pakete ala grub oder gcc, ghc, latex2html, doxygen usw usf.


Irgendwie unüblich für MS.

Also geh ich davon aus das die ETH das ganz entwickelt hat und MS dann einfach aufgesprungen ist. ;)


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Re: Eher die ETH Zürich als MS
Py Coder, Dienstag, 29. September 2009 19:23:54
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Ach ich vergass...


Laut den Splash2 "Benchmarks" in der PDF kommt Barrelfish gerade mal an Linux 2.6.26 ran.

Windows (bzw NT Kernel) muss ja extrem mies skalieren das dieser nicht mal in den Benchmarks auftaucht. ;)


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Hört, Hört!
Sturmflut (unangemeldet), Dienstag, 29. September 2009 16:20:52
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Aus der README

"Our build system may not be very portable; if in doubt, try building on a recent Debian or Ubuntu system, as these are what we use."

Die Kompatibilitätsliste ist sehr kurz (wahrscheinlich einfach die Hardware die dem Team zur Verfügung steht) und Barrelfish setzt eine x86_64 CPU voraus. GRUB muss gepatcht werden da der Kernel als ELF64-Image vorliegt.

Wies aussieht hat Barrelfish bislang kein Dateisystem, sämtliche Treiber und auch Programme muss der Boot-Loader als Module laden.


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Re: Hört, Hört!
TheBigfoot (unangemeldet), Dienstag, 29. September 2009 16:44:05
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In Zeiten wo die Chipsatzentwickler immer mehr Cores in die CPU stecken da geschmwindigkeitstechnisch einfach die Grenzen der Physik erreicht sind sicherlich ein spannender Ansatz.

Sind wir mal gespannt ob sich aus diesem Projekt noch spannende Dinge für die Zukunft ergeben :-)


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Re: Hört, Hört!
Christian Berg, Dienstag, 29. September 2009 20:20:04
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Die Grenzen der Physik sind noch nicht ganz erreicht, aber aktuell ist es einfacher und billiger mehr Cores in den Chip zu packen als diese einfach auf zu tunen.

Abgesehen davon skalieren ja 4x2Ghz in einem ernsten Setup auch etwas besser als 1x 8Ghz. Nur für die CELL CPUs und die RISC von Morgen sind Linux und Co mit ihren traditionellen Scheduler sicher noch nicht die Ultimative Antwort.

Ich sehe dieses OS als Grundlagenforschung an - was aber auch heist das es wohl nie Marktreif wird.

Trotzdem freue ich mich das es so etwas gibt und Microsoft auch noch Geld investiert - damit Linus and the Gang sich das Konzept legal kopieren dürfen.

Nur noch 5 Jahre und wir haben einen Barrelfish-Patch für den pre-emp-linux Kernel!


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