华为 openEuler 21.03 发布：全新 5.10 内核，支持更多桌面环境

2021-04-07 11:51IT之家 - 懒猫

IT之家 4 月 7 日消息 openEuler 21.03 版本已于近日发布。根据版本计划，openEuler 21.03 版本属于创新版本而非 LTS (Long Term Support) 版本。

IT之家了解到，openEuler 21.03 采用全新的 5.10 内核，虚拟化功能和可维测能力增强，还带来了更多桌面环境的支持。

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openEuler 21.03 具体更新内容：

全新的 5.10 内核

深度优化调度、IO、内存管理，提供 Arm64、x86、RISC-V 等更多算力支持。

调度器优化，优化了 CFS Task 的公平性，新增 numa aware 异步调用机制，在 NVDIMM 初始化方面有明显的提升；优化 SCHED_IDLE 的调度策略，显著改善高优先级任务的调度延迟，降低对其他任务的干扰。
numa balancing 机制优化，带来更好的亲和性、更高的使用率和更少的无效迁移。
CPU 隔离机制增强，支持中断隔离，支持 unbound kthreads 隔离，增强 CPU 核的隔离性，可以更好的避免业务间的相互干扰。
cgroup 单线程迁移性能优化，消除对 thread group 读写信号量的依赖；引入 Time Namespaces 使容器迁移更方便。
系统容器限制容器内使用文件句柄数能力支持，文件句柄包括普通文件句柄和网络套接字，启动容器时，可以通过指定 --files-limit 参数限制容器内打开的最大句柄数。
PSI 能力支持，PSI (Pressure Stall Information) 提供了一种评估系统资源如 CPU、Memory、IO 压力的方法。准确的检测方法可以帮助资源使用者确定合适的工作量，同时也可以帮助系统制定高效的资源调度策略，最大化利用系统资源，最大化改善用户体验。
进程间通信优化，pipe/epoll_wait 唤醒机制优化，解决唤醒多个等待线程的性能问题。
内存管理增强，精细化内存控制、统计，异构内存，热插拔、内存初始化等功能均有改善，并提供更有效的用户控制接口；热点锁及信号量优化，激进内存规整和碎片整理，优化 vmap/vmalloc 机制，显著提升内存申请效率提升；KASAN、kmemleak、slub_debug、oom 等内存维测特性增强，提升内存问题定位及解决效率。
Early Departure Time 模型切换，解决了原来发包过程中 TCP 框架的限制，根据调度策略给数据包设置 EDT 时间戳，避免大的队列缓存带来的时延，带来 tcp 性能的较大提高。
MultiPath TCP 支持，可在移动与数据场景提升性能和可靠性，支持在负载均衡场景多条子流并行传输。
日志 fast commit 方法引入，EXT4 引入了新的、更轻量级的日志方法 -fast commit，可以大大加快 fsync 等耗时较长的操作，带来更好的性能。
支持 dm writecache 特性，提升 SSD 大块顺序写性能，提高 DDR 持久性内存的性能。
支持 io_uring，io_uring 是一个新的异步 IO 框架和实现，支持 polling 模式，在 polling 模式下，性能提升显著，与 spdk 接近，在队列深度较高时性能更好。
支持 ILP32，在鲲鹏 920 Arm64 环境上支持 32 位的应用程序。
IMA 商用增强，在开源 IMA 方案基础上，增强安全性、提升性能、提高易用性，助力商用落地。
支持 per task 栈检查，增强对 ROP 攻击的防护能力。
MPAM 资源管控，支持 Arm64 架构 Cache QoS 以及内存带宽控制技术。
支持基于 SEDI 的 NMI 机制和基于 PMU 的 NMI 机制，使能 hard lockup 检测；使能 perf nmi，能更精确的进行性能分析。
Arm64 平台支持虚拟机 CPU 热插拔，提高资源配置的灵活性。
Arm64 kdump 增强，支持对 4G 以上地址的内存预留，使 kdump 能预留更多的内存空间，支持更大内存的机器。
支持 Raspberry PI 系列板卡，树莓派的支持已经合入原生的 openEuler 21.03 内核，可以直接使用 openEuler 21.03 内核源码调试。
RISC-V 平台支持 KVM 虚拟化
支持 1822 智能网卡

内核热升级

内核热升级是一种 OS 漏洞修复及升级解决方案，实现内核快速热替换，业务不感知。

Cpu Park、Quick Kexec 特性加速系统启停，减少宕机时间，增加系统可用性。
Pin Memory、Pmem 特性保证业务进程快速准确恢复，提升业务韧性。
内核热升级控制器提供 gRPC 通信接口，容易使用。

内存分级扩展

支持多种内存、存储介质统一管理，系统容量平滑扩展。

冷热页面识别，通过内核态的内存页面忙闲统计机制，精确识别进程内存页面访问冷热分布。
淘汰策略可配置，提供配置接口，可定制内存页面冷热分级策略。
平滑扩展，冷页面自动换出到扩展内存，部署在其上的软件不需要改变和适配编程方式的情况下兼容的运行。
多介质扩展支持，支持 SCM、XL Flash、NVMe SSD 等多种介质作为扩展内存，根据介质自身访问速度指定内存冷热分层方案，达到扩展内存并减少性能损失的目的。

虚拟化功能和可维测能力增强

增加热迁移 Pro 能力扩展，提升可维可测能力。

热迁移 Pro 特性，增强热迁移 multifd 支持 TLS，保障迁移过程数据安全；支持热迁移数据并行压缩，提升迁移性能；增加数据页面访问频率统计，支撑热迁移数据提前预测。

性能调试工具 (vmtop)，可以实时动态查看虚拟机的资源使用情况，包括 CPU 使用率，内存使用率等信息。新增扩展支持 x86_64 架构。

IO 悬挂支持，IO 发生错误时默认自动重试，超时会上报告警。

RISC-V 架构支持虚拟化热迁移

轻量虚拟运行时 (Stratovirt)

增加弹性内存、大页功能、系统调用过滤功能，增强 IO 子系统提升性能和稳定性。

弹性内存支持，根据工作负载的内存需求，实现内存的分配和回收，virtio-balloon 内存回收速度达 3GB / 秒。
大页支持，在轻量级框架下提供大页的支持，可为轻量级虚拟机提供连续的物理内存页面，提高虚拟机内存访问效率。
系统调用过滤，简化设备模型，增加系统调用过滤支持，最简配置下仅需使用 35 个系统调用，有效减小系统攻击面。
IO 子系统增强，支持多通道并发 IO 能力支持，提升性能；支持 IO-QOS 能力，提升虚拟机 IO 流量管理的灵活性和稳定性。

OpenStack Victoria 集成

简单、可大规模扩展、丰富、标准统一的云管理操作系统。更多特性，请参考 OpenStack Victoria 官方发行说明。

集成 openStack Vicoria 版本，使能基础设施即服务 (IaaS) 解决方案。
增强块存储服务能力，增加容量扩展、快照和虚拟机镜像克隆等高级功能。
增强容器化部署和网络能力，与容器能更好的集成。
增加扩展服务支持，支持控制面板管理、裸机部署、云资源追踪等扩展服务。

Kubernetes 1.20 集成

用于自动部署，扩展和管理容器化应用程序的云原生操作系统它更多特性，请参考 Kubernetes 1.20 官方发行说明。

自动上线和回滚，Kubernetes 会自动将应用或其配置的更改后的实例上线，同时监视应用程序运行状况，失败就会回滚之前所作更改。
服务发现和负载均衡，服务发现和基于容器 IP 和 DNS 名称的负载均衡机支持。
存储编排，支持多种存储后端的自动挂载，如本地存储、NFS、iSCSI、Gluster、Ceph 等网络存储系统。
水平扩展，支持命令行、UI 手动操作扩展，以及基于 CPU 使用情况自动扩展方式。

HA 高可用集群方案

麒麟软件贡献的高可用集群方案，故障秒级切换，为用户提供业务连续性保障、数据持续保护、灾难恢复的高可用环境。

支持多种保护模式，双机热备、双机互备、多机备份 (N+M）等多种保护模式支持，满足业务应用各种保护需求。
物理机场景和云场景双支持，既可以在虚拟机池中进行配置高可用，也可以对物理服务器节点进行高可用保护。
支持网络（包括单心跳和双心跳模式）等心跳方式，全方位监控共享数据资源，在极端情况下保障数据的一致性。
资源损耗低，软件消耗的系统资源少，对应用部署和资源使用安全影响小。
支持主流系统服务及应用软件，如 nginx、httpd、mariaDB 等，支持二次开发。
支持 HA-WEB 人机交互接口，如用户登录、集群状态展示、资源控制等。
支持 HA-API 集群控制 REST 接口，如后端集群控制、资源管理、集群状态监控、资源状态监控等。