Миграция процессов

В вычислительной технике миграция процессов — это специализированная форма управления процессами , при которой процессы перемещаются из одной вычислительной среды в другую. Это зародилось в распределенных вычислениях , но сейчас используется более широко. На многоядерных машинах (несколько ядер на одном процессоре или нескольких процессорах) миграция процессов происходит как стандартная часть планирования процессов , и мигрировать процесс внутри данной машины довольно легко, поскольку большинство ресурсов (памяти, файлов, сокетов) не менять нужно только контекст выполнения (в первую очередь программный счетчик и регистры).

Традиционной формой миграции процессов являются компьютерные кластеры , где процессы перемещаются с машины на машину, что значительно сложнее, поскольку требует сериализации образа процесса и миграции или повторного получения ресурсов на новой машине. Первая реализация миграции процессов была осуществлена ​​в рамках рабочего проекта DEMOS/MP в Калифорнийском университете в Беркли и описана в статье 1983 года Бартона Миллера и Майкла Пауэлла. Миграция процессов реализована, в частности, в OpenMosix и ОС Sprite от Калифорнийского университета в Беркли .

Разновидности

Миграция процессов в вычислительной технике бывает двух видов:

Невытесняющая миграция процессов

Миграция процесса, которая происходит до начала выполнения процесса (т. е. миграция, при которой процесс не требует вытеснения ). Этот тип миграции процессов является относительно дешевым, поскольку требует относительно небольших административных затрат.

Упреждающая миграция процессов

Миграция процесса, при которой процесс вытесняется, переносится и продолжает обработку в другой среде выполнения. Этот тип миграции процесса является относительно дорогостоящим, поскольку он включает в себя запись, миграцию и воссоздание состояния процесса, а также реконструкцию любых каналов межпроцессного взаимодействия , к которым подключен процесс миграции.

Проблемы

Некоторые проблемы возникают, когда запущенный процесс перемещается на другой компьютер. Некоторые из этих проблем:

Перенаправление ввода-вывода: если процесс выполняет ввод-вывод к файлам или устройствам, привязанным к определенной машине, должен быть способ перенаправить доступ к этим ресурсам даже после миграции процесса. Это предполагает перенаправление потока данных ввода-вывода по сети и имеет недостатки с точки зрения безопасности, производительности и надежности.

Межпроцессное взаимодействие: сообщения, отправленные процессу с идентификатором процесса P на машине M, быть перенаправлены на новую машину N и новый идентификатор процесса Q. должны Машина, с которой мигрировал процесс, должна вести учет мигрированных процессов. Если происходит множественная миграция, накладные расходы увеличиваются.

Общая память : если один из группы взаимодействующих процессов мигрирует и все эти процессы используют сегмент общей памяти, то сеть необходимо использовать для эмуляции доступа к общей памяти. Это усложняет и существенно замедляет доступ к общей памяти для процессов, которые мигрировали с машины, на которой находится общая память. Явление, при котором главный компьютер должен предоставлять услуги мигрировавшему процессу, называется остаточной зависимостью.

В дополнение к проблемам, упомянутым выше, операционные системы, основанные на процессах, обычно поддерживают множество таблиц и состояний для запуска процессов. Не существует простого способа получить всю административную информацию о процессе с помощью простой последовательности операций копирования. В зависимости от выполнения процесса таблицы необходимо искать, копировать, изменять и повторно создавать в целевой системе. Таким образом, репликация состояния процесса — непростая задача.

Ссылка http://www.klammeraffe.org/~fritsch/uni-sb/fsinfo/Papers/migrate/node4.html

Разработка интегральных схем

Альтернативное определение миграции процесса используется в схем интегральных проектировании . Миграция процесса или миграция компоновки в этом контексте представляет собой процесс проектирования, позволяющий изменить и сжать существующую компоновку микросхемы до нового технологического узла. Реализация миграции процесса может быть выполнена вручную путем перерисовки макета по отдельности или с помощью автоматических инструментов EDA / CAD . В системах распределения нагрузки процесс мигрирует с одного узла на другой с помощью механизма, называемого миграцией процесса.

Понятие процесса не представлено в этом отчете, поскольку процессы являются хорошо известной структурой операционных систем. Миграция процессов означает мобильность выполнения (или приостановки) процессов в распределенной вычислительной среде. Обычно этот термин означает, что процесс использует сеть для миграции на другую машину и продолжения там своего выполнения. Иногда этот термин используется для описания изменения выполнения одного процессора на другой на одной машине.