2015-11-26 BitVisor Summit 4（公開版）

【主催】（社）情報処理学会

システムソフトウェアとオペレーティングシステム研究会（第27回コンピュータシステム・シンポジウム併設イベント）

【主催】（社）情報処理学会

システムソフトウェアとオペレーティングシステム研究会（第27回コンピュータシステム・シンポジウム併設イベント）

2015/11/26 BitVisor Summit 4 「BitVisorの現状と今後」 1

開催趣旨

BitVisor Summit は、BitVisor に興味を持つ幅広い層の方々に交流や情報交換の場を提供することを目的としています。

BitVisor は純国産の仮想マシンモニタですが、BitVisor のように

日本国内において研究開発されており、なおかつ高い完成度を持つ低レイヤのシステムソフトウェアはそれほど多くはないのではないかと思われます。

本 Summit では、BitVisor に関する最新の技術的な情報の交換の場を提供するほか，仮想化技術やOSカーネルなど、高度な基盤

システムソフトウェア全般に興味を持った研究者・開発者・ユーザが交流する稀少な機会として有益な場となることを期待しています．


プログラム

• オープニング BitVisorの現状と今後

• 一般セッション（7件） Unsafe Nested Virtualizationライブマイグレーション実装で体験したデバッグの解説

不要なデバイスを無効化するハイパーバイザー DeviceDisEnabler BitVisor上の独自機能に対するテストの試み

ADvisor機能を応用した有害画像の視覚的規制

drivisor internal: How to conceal and disguising real device SSLWatcher: SSL/TLS通信を監視し警告するハイパバイザ

• デモセッション


講演者内訳

• 一般講演×７件（昨年度６件）株式会社イーゲル×１件

産業技術総合研究所×１件

筑波大学×３件

電気通信大学×２件


参加登録者

0

10

20

30

40

企業50%大学

45%

SPAM5%

0

10

20

30

40登録者数の推移

企業41%

大学42%

その

他17%

SPAM0%

今年度

昨年度


BitVisor の歴史

• 2006年：研究開発開始• 2008年 3月：BitVisor 0.2公開• 2009年 3月：BitVisor 1.0公開

VMMコア、ディスク・ネットワーク暗号化、ICカードによる鍵管理

• 2010年 6月：BitVisor 1.1公開保護ドメイン機能、AHCI対応、Realtek NIC対応、...

• 2011年10月：BitVisor 1.2公開 Suspend/Resume対応、ATA Piggyback、TCB BIOS対応、...

• 2012年 9月：BitVisor 1.3公開バックグラウンド暗号化、EPT/NPT、ADvisor機能、…

• 2014年 5月：BitVisor 1.4 公開 UEFI（Mac）サポート

• 201x年 x月：BitVisor 1.5 coming soon (?)


BitVisor の最近の動向

• BitBucket での最新ソースコード公開https://bitbucket.org/bitvisor/bitvisor

• JST A-STEP ハイリスク挑戦タイプでの研究国際会議ASPLOS 2015での発表

ベアメタルクラウド向けのプロビジョニングシステム

国際会議UCC 2015での発表ベアメタル環境におけるライブマイグレーション

• 東京大学への導入事例 PART 2 iMac向けプロビジョニングシステムとして本格導入


BitBucket での最新ソースコード公開


BitBucket の特徴

• バージョン管理リポジトリのホスティングサービスGitHub などと同様

• Atlassian 社が提供５ユーザーまで無料

無料で非公開プロジェクトも作成可能

• Mercurial や Git に対応BitVisor は伝統的に Mercurial を使用

• 複数ユーザ間でソースコードの管理が可能フォークやプルリクエストが可能


BitBucket での公開

• https://bitbucket.org/bitvisor/bitvisor2014年12月25日（木）公開

コミット数：94フォーク：4プルリクエスト：1 (declined)


BitVisor 開発への参加の誘い

• 真のオープンソース・ソフトウェアへコミュニティベースの開発体制

榮樂さんの負担軽減？

• 学術研究成果のコミュニティ還元国民に対する説明責任

アウトリーチ活動

• BitVisor の応用範囲拡大へ一般ユーザが使えるようなソフトウェア開発


BitVisor 開発への参加の仕方

• BitBucket にアカウントを作成

• bitvisor / bitvisor のリポジトリにアクセス

• リポジトリをフォーク

• ローカル環境にクローン

• ソースコードを編集

• 変更をコミット

• プルリクエストを作成


BitBucket: アカウント作成(1)


BitBucket: アカウント作成(2)


BitBucket: フォーク(1)


BitBucket: フォーク(2)(a)


BitBucket: フォーク(2)(b-1)


BitBucket: フォーク(2)(b-2)


BitBucket: フォーク(3)


BitBucket: クローン(1)


BitBucket: クローン(2)


>hg clone (コピーしたURL)destination directory: bitvisorrequesting all changesadding changesetsadding manifestsadding file changesadded 116 changesets with 7260 changes to 6113 filesupdating to branch default3095 files updated, 0 files merged, 0 files removed, 0 files unresolved>cd bitvisor

BitBucket: コミット(1)


>vi drivers/hoge.c （BitVisorのコードを編集する）>hg add drivers/hoge.c>hg commit drivers/hoge.c –m ‘This is a test commit’>hg pushpushing to https://[email protected]/xxxx/bitvisorsearching for changeshttp authorization required for https://bitbucket.org/xxxx/bitvisorrealm: Bitbucket.org HTTPuser: xxxxpassword: （パスワード入力）remote: adding changesetsremote: adding manifestsremote: adding file changesremote: added 1 changesets with 1 changes to 1 files

BitBucket: コミット(2)


BitBucket: プルリクエスト(1)


JST A-STEP ハイリスク挑戦タイプでの研究


A-STEP プロジェクト概要

• 平成26年1月〜平成28年12月

JST A-STEP ハイリスク挑戦タイプ『高セキュリティ・高信頼のクラウドコンピューティング環境実

現に向けた基盤システムソフトウェア「BitVisor」の研究開発』

企業責任者：松原克弥（イーゲル）、研究責任者：品川高廣（東京大学）

純国産のクライアント向け高セキュリティ仮想化ソフトウェアであるBitVisorを拡張して、高セキュリティ＆高信頼のクラウドコンピューティング環境の実現に向けた研究開発をおこなう。


国際会議ASPLOS2015での発表

• BitVisor を使ったプロビジョニングシステム


ゲストOS

ハードウェア

ストレージサーバ

HDD/SSD

BitVisorバックグラウンド

インストール

ネットワークブートダイレクト

アクセス

ストレージドライバ

国際会議UCC2015での発表

• BitVisor を使ったライブマイグレーション


ゲストOS

BitVisor

ハードウェア物理デバイス

内部状態

ダイレクト

アクセス

ドライバゲストOS

BitVisor

ハードウェア物理デバイス

内部状態

ドライバ

内部状態のマイグレーション

ダイレクト

アクセス

Source Machine Destination Machine

東京大学への導入事例PART 2


教育用計算機システム(ECCS)• 東京大学情報基盤センターで運用ECCS = Educational Campuswide Computing System2016年度に導入予定 ⇒ ECCS 2016

• 1,341台の iMac が稼働予定駒場、本郷、柏キャンパスに分散配置

• ローカルディスクにOSをインストールOS X と Windows 10 のデュアルブート


ディスクイメージ管理の問題

• 1,341台の分散配置された端末手動で管理するのは非現実的

• 定期的なディスクイメージの更新の必要性OSやアプリケーションのアップデート

月に1回程度

• 複数OSへの対応Windows と OS X


プロビジョニングシステム

• イーゲル製 vThrii Seamless Provisioning国際会議ASPLOS 2015で発表した研究成果の商用版

榮樂さんによる再実装

TCP/IPの利用

o ASPLOS論文版はATA over Ethernet (UDP)virtio の利用

o ASPLOS論文版ではNICが2つ搭載されていることが前提

• ベアメタルクラウド向けを想定

o iMac端末の1つのNICをゲストOSとVMMで起動時から共有するため

脱仮想化は無し

o virtioが常に動作し続ける

NVMExpress対応？

o 新しい iMac に搭載


学術的な成果


新規採択論文

• ASPLOS 2015 Y. Omote, T. Shinagawa, K. Kato. Improving Agility and Elasticity in

Bare-metal Cloud. In Proc. 20th International Conference on Architectural Support for Programming Languages and Operating Systems (ASPLOS 2015), Mar 2015.

• UCC 2015 Takaaki Fukai, Yushi Omote, Takahiro Shinagawa, Kazuhiko

Kato. OS-Independent Live Migration Scheme for Bare-metal Clouds. In Proceedings of the 8th IEEE/ACM International Conference on Utility and Cloud Computing, Dec 2015. To appear

• ACM SAC 2016 Satoru Takekoshi, Takahiro Shinagawa, Kazuhiko Kato. Testing

Device Drivers against Hardware Failures in Real Environments. In Proceedings of the 31st ACM Symposium On Applied Computing (ACM SAC 2016), Apr 2016. To appear


BitVisor 関連発表

• APSys 2015A Hypervisor for Manipulating Guest Screens （電通大）

Exit-Less Isolated ExecutionTesting Device Drivers against Hardware Failures in Real

EnvironmentsA new framework for baremetal OS

• 情報処理学会論文誌Checkpointing an Operating System Using a Parapass-through

Hypervisor （電通大）

• CODE BLUE 2014DeviceDisEnabler （産総研）


論文の参照数（2015）


EuroSys ‘10

IEEE S&P 2010

SOSP ‘11

EuroSys ‘10

SOSP ‘11

NDSS ‘11

IEEE S&P ‘12

IEEE S&P ‘13

62件(‘12) ⇒ 87件(‘13) ⇒ 108件(‘14)⇒136件(‘15)

BitVisorの今後の課題

• 機能向上デバイス対応

USB 3.0（xHCI），NIC（Marvell, Broadcom），無線LAN, RAIDカード, ...

マシン・OS対応EFI（Mac対応）, Nested Virtualization, MMConfig, ...

開発者向け対応依存関係対応Config, API整理，ドキュメンテーション

オーバヘッド削減EPT, スレッド, Preemption Timer

• 商業化セキュアVM, ネットワークブート，…


まとめ

• BitVisor の最近の動向 BitBucket での最新ソースコード公開

JST A-STEPでの開発

東京大学への導入事例 PART 2

• 学術的な成果 ASPLOS 2015, UCC 2015, ACM SAC 2015 採択

VEE 2009 論文が136件参照

• 今後の課題オープンソースコミュニティの活性化

対応デバイスの更なる増加

アプリケーションの開発

更なる商業化


BitVisor の宣伝

• BitVisor に関する情報ホームページ

http://www.bitvisor.org/

メーリングリスト[email protected], [email protected]@bitvisor.org, [email protected]

ソースコードhttps://bitbucket.org/bitvisor/bitvisorhttp://sourceforge.net/projects/bitvisor/


2015-11-26 BitVisor Summit 4（公開版）

Software

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