集群系统MOSIX分析（1）

核心提示： 用户级迁移：用户级实现较为简单，软件开发和维护也较为容易，集群系统MOSIX分析（1）(4)，因此，现有的很多系统都是采用用户级实现，不过，越来越多的人开始研究异构环境下的进程迁移机制，如Condor和Utopia，但由于在用户级无法获得Kernel的所有状态

用户级迁移：用户级实现较为简单，软件开发和维护也较为容易，因此，现有的很多系统都是采用用户级实现，如Condor和Utopia。但由于在用户级无法获得Kernel的所有状态，因此，对于某类进程，无法进行迁移。另外，由于Kernel空间和User空间之间存在着壁垒，打破这个边界获得Kernel提供的服务需要巨大的开销。因此，用户级实现效率远远低于内核级实现。

应用级迁移：应用级迁移实现较为简单，可移植性好，但是需要了解应用程序语义并可能需对应用程序进行修改或重编译，透明性较差，这方面的系统有Freedman、Skordos等。

内核级迁移：基于内核的实现可以充分利用OS提供的功能，全面的获取进程和OS状态，因此实现效率较高，能够为用户提供很好的透明性。但是由于需要对OS进行修改，实现较为复杂。这方面的典型系统有MOSIX和 Sprite系统。

进程状态

进程迁移的主要工作就在于提取进程状态，然后在目的节点根据进程状态再生该进程。在现实中，一个进程拥有很多状态，并且随着操作系统的演化，进程状态也越来越多样。一般来说，一个进程的状态可以分为以下几类：

进程执行状态（Execution State）：表示当前运行进程的处理器状态，和机器高度相关。包括内核在上下文切换时保存和恢复的信息，如通用和浮点寄存器值、栈指针、条件码等。

进程控制（Process Control）：操作系统系统用来控制进程的所有信，一般包括进程优先级、进程标识，父进程标识等。一旦系统编排了进程控制信息，进程迁移系统必须冻结该进程的运行。

进程Memory状态和进程地址空间：包括进程的所有虚存信息，进程数据和进程的堆栈信息等，是进程状态的最主要的一部分。

进程的消息（Message）状态：包括进程缓冲的消息和连接（Link）的控制信息。进程迁移中通讯连接的保持以及迁移后连接的恢复是进程迁移中一项较有挑战意义的问题。

文件状态：进程的文件状态包括文件描述符和文件缓冲快。保持文件的Cache一致性和进程间文件同步访问也是进程迁移机制需要着重考虑的。

由于在同构的环境下（相同或兼容的机器体系结构和指令集以及操作系统）提取和恢复进程状态相对容易，现有的工作大多是以同构环境为前提的。不过，越来越多的人开始研究异构环境下的进程迁移机制，如TUI 系统。