openEuler 开源下一代全场景虚拟化平台 StratoVirt

近期 openEuler 开源了一枚重磅利器 ——StratoVirt，StratoVirt 是计算产业中面向云数据中心的企业级虚拟化平台，实现了一套架构统一支持虚拟机、容器、Serverless 三种场景。StratoVirt 在轻量低噪、软硬协同、Rust 语言级安全等方面具备关键技术竞争优势。

为什么叫 StratoVirt?

Strato， 取自 stratosphere ，意指地球大气层中的平流层，寓意为保护 openEuler 平台上业务平稳运行的轻薄保护层。Strato 承载了项目的愿景与未来： 轻量、灵活、 安全和完整的保护能力。以 Strato 入名，同样代表着 openEuler 对推进下一代全场景虚拟化技术的繁荣、构建虚拟化关键技术竞争力，有着必胜的信心！

为何要做 StratoVirt？ 

说起虚拟化，openEuler 平台目前已经集成了业界成熟的 qemu-kvm 解决方案，那么 StratoVirt 又期望构 建一个怎么不一样的解决方案呢？

• Insight 1： QEMU 的演进历史

提到虚拟化，咱们不得不提到 qemu。qemu-kvm 是整个虚拟化产业发展的基石和主线，但是在多年的 发展历史中，也积累了庞大的代码基线和繁多的历史设备。按照我们的统计，现在 qemu 已经有 157 万代码，而且其中又有很大一部分代码是用来支持 legacy 特性 或者设备的，功能和设备严重耦合在一起，导致无法轻装上阵。

另外一个 insight 就是 CVE，我们分析统计了过去十几年中 QEMU 的 CVE 问题，其中有将近一半是因为内 存问题导致的。做过基础设施的兄弟都应该都深有感触，碰到 CVE，加班熬夜通宵都不是事，而且搞不好还是加了班还 背锅，因此我们也在积极探寻一条自我救赎的道路。

我们期望这个答案是 Rust。

• Insight 2：资源隔离方案演进

还有一个 insight 就是如何进行资源隔离。大家都知道，一台服务器上的资源太大了，肯定要分开了用或 者分开卖。咱们手里的两个有力的武器是 container 和虚拟机，都可以实现资源的分割。当然，从管理 面上咱们可以看到 K8S，openstack，libvirt 这些东西。 container 这玩意非常好，但是就是不够安全，所以咱们又搞了一条新的路，用虚拟机套容器（其实也 就是所谓的安全容器）。安全性的问题解决了，但是又带来一个新的问题，虚拟机太重了，对于一些常驻的业务还好，对一些轻量的业务（比如 serverless），那就真是要命了。向左走，还是向右走？咱们 的解决方案是啥，microvm。

在轻量化场景下，openEuler 在开源的解决方案做了很多探索，也尝试来解题。 第一个发现是 docker 太重了，对每个 vm 的管理开销接近 100MB，因此我们有了 isula。同时我们发现 qemu 也太重了，因此有了 stratovirt。 

StratoVirt 的架构设计原理是什么？ 

从顶层架构上看，当前 StratoVirt 在软件栈中所处的位置和 qemu、Firecracker 类似：向下借助 KVM 模 块实现硬件加速，例如 X86 的 VT 和鲲鹏平台的 Kunpeng-V；向上通过容器引擎 isula 或 docker 对接容器生 态，通过虚拟机引擎 libvirt 对接虚拟机生态，以此实现对端、边、云中多种应用场景的支持。

就 StratoVirt 本身而言，相比于 Rust-VMM 最大的架构特征就是组件化、可灵活配置：例如在 StratoVirt 中引入了 device model 的概念，基于此实现了 CPU、扁平内存、堆叠内存、virtio 设备 PCI 设备等多种公 共组件；

针对轻量化场景，我们可以选用轻量机型主板并在此基础上增加 CPU、扁平内存、Virtio 设备等必要组 件；

针对标准化场景不，我们可以选用标准机型主板并增加 CPU、堆叠内存模型、PCI 系统、Virtio 设备等组 件，这样便可以灵活应对各种场景的需求。 

StratoVirt 未来

StratoVirt 的发展路标为， 通过一套架构，支持轻量虚拟机和标准虚拟机两种模式：

• 轻量虚拟机模式下，单虚机内存底噪小于 4MB，启动时间小于 50ms，且支持 ms 级时延的设备极速伸缩能力，当前已经开发完毕，2020 年 9 月已经在 openEuler 社区开源；

• 标准虚拟机模式下，可支持完整的机器模型，启动标准内核镜像，可以达成 Qemu 的能力，同时在代码规模和安全性上有较大优势。

欢迎加入

目前 StratoVirt 已经在 openEuler 社区开源，期待你的围观和加入！

项目地址：https://gitee.com/openeuler/stratovirt

openEuler 社区近期每周二晚 8 点通过 B 站直播深入解读 StratoVirt，欢迎来直播间和 StratoVirt 项目贡献者交流！直播间地址： http://live.bilibili.com/22290444

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