3.4. Linux/RK

Linux/RK 由卡內基梅隆大學實時和多媒體系統實驗室所開發[RKWeb][ Oikawa98]。它是該實驗室資源內核（Resource Kernel）[Rajkumar98]思想在Linux系統中的具體實現。他們最先在RT-MACH中實現了資源內核的思想，后來又用資源內核的思想對 Linux進行了修改。資源內核的概念是網絡中資源預留思想在操作系統領域的擴展，應用程序先向操作系統請求預留資源，而操作系統內核在給應用進行資源預 留，并能給應用提供有及時的、保證的資源訪問。

資 源內核中有兩個基本的概念：資源預留和資源集。一個資源預留代表一份計算資源，這個資源可以是CPU、內存、磁盤、網絡帶寬等。在內核中，一個資源預留有 對應的描述它的數據結構，而一個資源集指一組資源預留的集合。一般情況下我們將某一個應用程序所請求的所有資源預留組合在一起組成一個資源集，這樣方便管 理和分配。

Linux/RK 增強了普通Linux內核的功能，從而使Linux內核可以提供對于系統中各種計算資源的準入控制、資源預留和統計管理。Linux/RK由兩部分組成： 普通的Linux內核以及可移植的資源內核；這兩個部分之間通過回調鉤子函數（Callback hooks）進行交互。類似于RT-Linux，為了防止Linux內核中的封中操作以及提高調度精度，Linux/RK也截取系統中的中斷，并提高了系 統時鐘頻率，只有在需要的時侯才將中斷送給Linux內核。另外它使用Proc文件系統來顯示資源預留和使用的情況；

3.5. Qlinux

Qlinux是由AT&T、德州大學分布式多媒體計算實驗室和馬薩諸塞大學高級系統軟件實驗室聯合開發出來的一種軟實時(soft real-time)核心[QLinuxWeb]。它能夠為實時多媒體應用提供QoS支持。

QLinux實現了近年來操作系統領域內一些最新的研究成果，包括：

- H-SFQ資源調度算法（Hierarchical Start-time Fair Queuing）[Goyal96]；

- 網絡包的延遲處理技術（Lazy Receiver Processing:LRP）[Druschel96]；

- Cello磁盤調度算法[Shenoy98]；

H- SFQ資源調度算法由由德州大學的Pawan Goyal等人提出，它采用了一種分級調度的思想，先將資源在不同的應用類別之間進行按比例分配，并在應用類別之間提供對于資源使用的隔離，同時在每一個 應用類別中還可以使用不同的資源調度算法。這樣做的目的是為了在多媒體系統中提供QoS支持。

LRP技術是一種新穎的設計OS網絡子系統的思想，它由Rice大學計算機系的Peter Druschel等人提出，其目的是為了解決普通Unix和類Unix系統中網絡包接收的問題。

傳 統的Unix系統沒有對到來的網絡包的協議處理的顯式調度，它們一般采用中斷驅動的機制。當網卡有中斷時，CPU就立刻進行一系列由網卡中斷程序啟動的包 接收和協議處理操作，將最終的數據送給等待接收的進程，并喚醒該進程。但這種處理方式會影響應用程序資源調度的性能，并在系統處于過載狀態時可能會引起一 些應用層任務的饑餓，降低網絡吞吐率，甚至會讓系統沒有響應。為了解決這些問題，LRP的核心思想就是每一個Socket有一個IP包的隊列，只有當上層 應用程序請求數據時才進行協議處理，同時對協議處理操作以請求數據的應用的優先級進行顯式的調度。通過這種途徑增強了資源調度的公平性，能夠提供一定程度 的流量隔離，同時能夠提高系統過載狀態時的吞吐量。

Cello磁盤調度算法由德州大學Prashant J. Shenoy等人提出。它能夠支持多種應用類別，比如：交互式盡力而為應用、大吞吐量盡力而為應用、以及軟實時應用等類別，并公平地給各個類別的應用分配磁盤訪問帶寬。

在結構上Cello磁盤調度采用的是一種兩級式的調度方式，它由多個與應用類別相關的調度器以及一個與應用類別無關的調度器組成（如圖 4所示）。