Après la machine virtuelle et le container, Unikernel est arrivé ! Cet OS "light" qui n'embarque que les composants essentiels à l'application, rendrait-il déjà les conteneurs has been ? Quelles sont les bases de cette technologie, et qu'apporte t'elle vraiment ? Cette présentation sera aussi l'occasion de déployer ensemble une application packagée au format Unikernel.

1. @xebiconfr #xebiconfr
Introduction à
Unikernel
Jean-Baptiste
Claramonte
&
Tomas Rodriguez

2. @xebiconfr #xebiconfr
Tomas Rodriguez
2

3. @xebiconfr #xebiconfr
Jean-Baptiste Claramonte
3

4. @xebiconfr #xebiconfr
Agenda
● Les motivations
● Unikernel : qu’est-ce que c’est ?
● Qu’est-ce que ça change ?
● L’offre
● Démo
● Conclusion
4

5. @xebiconfr #xebiconfr
Les motivations pour
Unikernel
1
5

6. @xebiconfr #xebiconfr
La stack aujourd’hui
6
Hardware Driver

7. @xebiconfr #xebiconfr
La stack aujourd’hui
7
Hypervisor
Hardware Driver

8. @xebiconfr #xebiconfr
La stack aujourd’hui
8
Virtual HW Drivers
Hypervisor
Hardware Driver

9. @xebiconfr #xebiconfr
La stack aujourd’hui
9
Linux User Processes
Linux Kernel
Virtual HW Drivers
Hypervisor
Hardware Driver

10. @xebiconfr #xebiconfr
La stack aujourd’hui
10
Virtual HW Drivers
Hypervisor
Hardware Driver
Shared Libraries
Docker Runtime
Linux User Processes
Linux Kernel

11. @xebiconfr #xebiconfr
La stack aujourd’hui
11
Application
Language Runtime
Virtual HW Drivers
Hypervisor
Hardware Driver
Shared Libraries
Docker Runtime
Linux User Processes
Linux Kernel

12. @xebiconfr #xebiconfr
Avec quel objectif ?
12
● Faire tourner
○ une seule application
○ sur un serveur
○ et un seul user (OS)

13. @xebiconfr #xebiconfr
Sécurité apportée par le kernel linux
● Les utilisateurs sont sécurisés les uns des autres
● Les applications sont sécurisées les unes des autres
● Les applications sont sécurisées des utilisateurs
13

14. @xebiconfr #xebiconfr
Linux sait tout faire !
● Linux fonctionne partout !
● On peut tout faire tourner sur linux !
14

15. @xebiconfr #xebiconfr
Cela a un coût
15
● Small App: 10k
● Medium/Large: 100k
● Huge App: 1M

16. @xebiconfr #xebiconfr
Cela a un coût
16
Small App: 10k
Medium/Large: 100k
Huge App: 1M

17. @xebiconfr #xebiconfr
Cela a un coût
17
Small App: 10k
Medium/Large: 100k
Huge App: 1M
Le kernel linux
en fait 22M !

18. @xebiconfr #xebiconfr
Bilan du kernel linux
● Système de permissions complexe
● Le kernel inclut des drivers inutiles
● Difficile de maîtriser tout ce qu’un gestionnaire de paquets
installe
● Des solutions comme CoreOS optimisent l’OS pas le kernel
18

19. @xebiconfr #xebiconfr
Côté sécurité
● “Surface d’attaque” très large
(on estime en moyenne 20 à 30 erreurs pour 1000 lignes de code)
● Linux est devenu une cible privilégiée car devenu très populaire
sur les serveurs et les systèmes mobiles
19

20. @xebiconfr #xebiconfr
Quelle alternative ?
● Unikernel …
20

21. @xebiconfr #xebiconfr
Unikernel : qu’est ce que
c’est ?
2
21

22. @xebiconfr #xebiconfr
Fonctionnement high level
22
Kernel
libc libstd++ libgc
libgmp libz libtlc
gtk iconv
OpenGL
Application

23. @xebiconfr #xebiconfr
Fonctionnement high level
23
Kernel
libc libstd++ libgc
libgmp libz libtlc
gtk iconv
OpenGL
Application

24. @xebiconfr #xebiconfr
Fonctionnement high level
24
Application

25. @xebiconfr #xebiconfr
Fonctionnement high level
25
Application

26. @xebiconfr #xebiconfr
Fonctionnement high level
26
Application Unikernel

27. @xebiconfr #xebiconfr
Fonctionnement high level
27
Application
Language Runtime
OS User Processes
OS Kernel
Virtual HW Drivers
Hypervisor
Hardware Driver
Shared Libraries
Docker Runtime

28. @xebiconfr #xebiconfr
Fonctionnement high level
28
Application
Language Runtime
OS User Processes
OS Kernel
Virtual HW Drivers
Hypervisor
Hardware Driver
Shared Libraries
Docker Runtime

29. @xebiconfr #xebiconfr
Fonctionnement high level
29
Application
Language Runtime
Unikernel
Virtual HW Drivers
Hypervisor
Hardware Driver

30. @xebiconfr #xebiconfr
Fonctionnement high level
30
Application
Language Runtime
Unikernel
Virtual HW Drivers
Hypervisor
Hardware Driver

31. @xebiconfr #xebiconfr
Qu’est ce que ça change ?
3
31

32. @xebiconfr #xebiconfr
Processus de construction d’une image Unikernel
32
App Binary
App Config
App Deps
Lang runtime
Virt, HW Drivers
Packaging Tool Image Unikernel
APPLICATION
UNIKERNEL
RUNTIME

33. @xebiconfr #xebiconfr
Comment boot un Unikernel ?
33
Booter un Unikernel c’est tout simplement booter une image dans un
hypervisor

34. @xebiconfr #xebiconfr
Comment boot un Unikernel ?
34

35. @xebiconfr #xebiconfr
Quelles conséquences
35
● Un seul processus

36. @xebiconfr #xebiconfr
Quelles conséquences
36
● Un seul processus
Pas de “fork”

37. @xebiconfr #xebiconfr
Quelles conséquences
37
● Un seul processus
Pas de “fork”
Pas de “context switching”

38. @xebiconfr #xebiconfr
Quelles conséquences
38
● Un seul espace mémoire
● Pas de mémoire virtuelle

39. @xebiconfr #xebiconfr
Quelles conséquences
39
● Un seul espace mémoire
● Pas de mémoire virtuelle
Gains en perf

40. @xebiconfr #xebiconfr
Quelles conséquences
40
● Un seul espace mémoire
● Pas de mémoire virtuelle
Gains en perf
Une Application ne peut utiliser plus de mémoire physique
que ce qui est disponible

41. @xebiconfr #xebiconfr
Quelles conséquences
41
● Un seul espace mémoire
● Pas de mémoire virtuelle
Gains en perf
Une Application ne peut utiliser plus de mémoire physique
que ce qui est disponible
Pas de mmap

42. @xebiconfr #xebiconfr
Quelles conséquences
42
● Il n’y a plus de cloisonnement entre les espaces kernel et utilisateur

43. @xebiconfr #xebiconfr
Quelles conséquences
43
● Il n’y a plus de cloisonnement entre les espaces kernel et utilisateur
Votre application s’exécute dans le kernel space

44. @xebiconfr #xebiconfr
Quelles conséquences
44
● Il n’y a plus de cloisonnement entre les espaces kernel et utilisateur
Votre application s’exécute dans le kernel space
Gain en performance pour les I/O

45. @xebiconfr #xebiconfr
Quelles conséquences
45
● Il n’y a plus de cloisonnement entre les espaces kernel et utilisateur
Votre application s’exécute dans le kernel space
Gain en performance pour les I/O
Pas de protection de la mémoire entre kernel/app

46. @xebiconfr #xebiconfr
kernel/user space : exécution avec un linux
46

47. @xebiconfr #xebiconfr
Pas de kernel/user space avec Unikernel
47
Unikernel

48. @xebiconfr #xebiconfr
L’offre
4
48

49. @xebiconfr #xebiconfr
Unikernel.org
49
● MirageOS
● OSv
● Rumprun
● runtime.js
● UniK

50. @xebiconfr #xebiconfr
De nombreuses solutions
50
● ClickOS
● Clive
● Drawbridge
● HaLVM
● IncludeOS
● LING
● MirageOS
● OSv
● Rumprun
● runtime.js
● UniK

51. @xebiconfr #xebiconfr
Comparaison de l’offre
51

52. @xebiconfr #xebiconfr
Comparaison de l’offre
52

53. @xebiconfr #xebiconfr
Unik
53

54. @xebiconfr #xebiconfr
Unik
54
● Le “docker” de l’Unikernel

55. @xebiconfr #xebiconfr
Une CLI à la docker
55

56. @xebiconfr #xebiconfr
Un Hub à la Docker Hub
56

57. @xebiconfr #xebiconfr
Un intermédiaire avec différents Unikernel
57

58. @xebiconfr #xebiconfr
Excellent candidat pour une démo !
58

59. @xebiconfr #xebiconfr
Démo time !
5
59

60. @xebiconfr #xebiconfr
Démo time !
60
● Démo d’une application Java avec l’Unikernel Unik sur VirtualBox

61. @xebiconfr #xebiconfr
Démo time !
61
Étapes :
● Installation de Unik

62. @xebiconfr #xebiconfr
Démo time !
62
Étapes:
● Installation de Unik
● Création d’une image

63. @xebiconfr #xebiconfr
Démo time !
63
Étapes:
● Installation de Unik
● Création d’une image
● Création d’une instance à partir de l’image

64. @xebiconfr #xebiconfr
Conclusion
6
64

65. @xebiconfr #xebiconfr 65
Pas d’image hub unikernel “à la” docker registry

66. @xebiconfr #xebiconfr 66
Cloud Public on paye à l’utilisation de l’instance

67. @xebiconfr #xebiconfr 67
Complexité de certaines solutions

68. @xebiconfr #xebiconfr 68
Persistance des données

69. @xebiconfr #xebiconfr 69
Le plus : les performances et la sécurité annoncées

70. @xebiconfr #xebiconfr 70
Unikernel n’est pas l’alter ego de Docker

71. @xebiconfr #xebiconfr 71
Unikernel pour l’IoT

72. @xebiconfr #xebiconfr 72
À suivre, mais tout ça n’est pas sec pour l’instant !