微内核

Micro Kernel

微内核:功能被划分成独立的过程,过程间通过IPC进行通信。模块化程度高,一个服务失效不会影响另外一个服务。

在微内核中,大部分内核都作为独立的进程在特权状态下运行,它们通过消息传递进行通讯。在典型情况下,每个概念模块都有一个进程。因此,如果在设计中有一个系统调用模块,那么就必然有一个相应的进程来接收系统调用,并和能够执行系统调用的其它进程(或模块)通讯以完成所需任务。

在这些设计中,微内核部分经常只不过是一个消息转发站:当系统调用模块要给文件系统模块发送消息时,消息直接通过内核转发。这种方式有助于实现模块间的隔离。(某些时候,模块也可以直接给其它模块传递消息。)在一些微内核的设计中,更多的功能,如I/O等,也都被封装在内核中了。但是最根本的思想还是要保持微内核尽量小,这样只需要把微内核本身进行移植就可以完成将整个内核移植到新的平台上。其它模块都只依赖于微内核或其它模块,并不直接直接依赖硬件。

微内核设计的一个优点是在不影响系统其它部分的情况下,用更高效的实现代替现有文件系统模块的工作将会更加容易。我们甚至可以在系统运行时将开发出的新系统模块或者需要替换现有模块的模块直接而且迅速的加入系统。另外一个优点是不需要的模块将不会被加载到内存中,因此微内核就可以更有效的利用内存。

宏内核

Monolithic Kernel / macro kernel

单内核:也称为宏内核。将内核从整体上作为一个大过程实现,并同时运行在一个单独的地址空间。所有的内核服务都在一个地址空间运行,相互之间直接调用函数,简单高效

单内核是个很大的进程。他的内部又能够被分为若干模块(或是层次或其他)。但是在运行的时候,他是个单独的二进制大映象。其模块间的通讯是通过直接调用其他模块中的函数实现的,而不是消息传递。

单内核的支持者声称微内核的消息传递开销引起了效率的损失。微内核的支持者则认为因此而增加的内核设计的灵活性和可维护性能够弥补任何损失。

微内核的系统有WindowNT,Minix,Mach,etc.

宏内核的系统有Unix,Linux,etc.

https://www.zhihu.com/question/20314255

http://blog.sciencenet.cn/blog-1225851-807086.html

https://segmentfault.com/a/1190000002711544