Статьи

ИЗОЛЯЦИЯ ПРОЦЕСCОВ В ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ АЛЬТ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕХАНИЗМОВ CGROUPS V2

Е. А. Еремина , А. Н. Простова
УДК: 004.451.25 EDN: NJIHOM Опубликовано: 01.09.2025 Выпуск: Том 3 № 007 (2025): Профессионалитет, 2025
Скачать PDF Статья на eLIBRARY.RU

Аннотация

Проблема управления вычислительными ресурсами в многозадачных операционных системах приобретает особую значимость с распространением сред контейнеризации и необходимостью одновременного выполнения задач с различными требованиями к ресурсам. Традиционные механизмы Linux – nice, cpulimit, ulimit – не обеспечивают комплексной групповой изоляции: nice задаёт лишь рекомендательный приоритет, cpulimit использует сигналы SIGSTOP/CONT, а ulimit ограничивает только сессию пользователя. Проблема интерференции рабочих нагрузок, известная как проблема «шумного соседа», остаётся ключевой в системном администрировании и информационной безопасности. Цель исследования: экспериментальная количественная оценка эффективности механизмов изоляции ресурсов cgroups v2 в дистрибутиве ОС Альт (ядро Linux 6.1.115). Методика. Для проверки гипотез H1a (изоляция CPU) и H1b (изоляция памяти) разработана серия контролируемых экспериментов с применением контроллеров cpuset и memory.max при варьировании нагрузки: 1–2 ядра, лимиты памяти 50–500 МБ, смешанный сценарий с приоритетными и фоновыми процессами. Измеряемые метрики: PSR (принадлежность ядру CPU), nr_switches (переключения контекста), memory.events (счётчики OOM Killer). Результаты. При использовании cpuset значение PSR для 100% наблюдений совпадало с назначенным ядром; nr_switches составил 3–4 переключения без межгрупповой миграции. При превышении лимита memory.max активировался механизм завершения процессов при нехватке памяти OOM Killer (oom_kill=1), не затрагивая другие группы. Выводы. Гипотезы H1a и H1b полностью подтверждены. Cgroups v2 демонстрирует принципиальные преимущества перед традиционными механизмами изоляции. Механизмы cpuset и memory.max могут поддерживать отдельные требования по разделению ресурсов и ограничению их исчерпания, однако сами по себе не доказывают соответствие приказу ФСТЭК России № 118 или PCI DSS 4.0.

Онлайн просмотр

Список литературы

  1. Носенко, Д. И. Сетевое и системное администрирование. Подготовка к Демонстрационному экзамену КОД 09.02.06-1-2025 : практикум / Д. И. Носенко, А. П. Золотарёв, А. Г. Уймин [и др.]. – Саратов : Профобразование, 2025. – 216 с. – ISBN 978-5-4488-2908-6. – URL: https://www.iprbookshop.ru/159510.html (дата обращения: 13.05.2025). – Текст : электронный.
  2. Уймин, А. Г. Моделирование телекоммуникационной сети средствами сетевых инструментов Linux: инструменты создания цифровых двойников / А. Г. Уймин, О. Р. Никитин // I-methods. – 2023. – Т. 15, № 2. – EDN NFJDVH.
  3. Nice and Renice Command in Linux [Электронный ресурс] // GeeksforGeeks. – 2025. – URL: https://www.geeksforgeeks.org/linux-unix/nice-and-renice-command-in-linux-with-examples/ (дата обращения: 14.05.2025). – Текст : электронный.
  4. Cpulimit: CPU usage limiter for Linux [Электронный ресурс] // GitHub. – 2025. – URL: https://github.com/opsengine/cpulimit (дата обращения: 14.05.2025). – Текст : электронный.
  5. Ulimit(3) – Linux manual page [Электронный ресурс] // man7.org. – 2025. – URL: https://man7.org/linux/man-pages/man3/ulimit.3.html (дата обращения: 14.05.2025). – Текст : электронный.
  6. Control Group v2 – The Linux Kernel documentation [Электронный ресурс] // The Linux Kernel. – 2025. – URL: https://docs.kernel.org/admin-guide/cgroup-v2.html (дата обращения: 14.05.2025). – Текст : электронный.
  7. Conway, J. Re: Getting out ahead of OOM [Электронный ресурс] / J. Conway // pgsql-admin Mailing List. – 2025. – URL: https://postgrespro.com/list/id/e52f00fc-ffe3-4745-8082-b492f44c6693@joeconway.com (дата обращения: 14.05.2025). – Текст : электронный.
  8. Namespaces (7) – Linux manual page [Электронный ресурс] // man7.org. – 2024. – URL: https://man7.org/linux/man-pages/man7/namespaces.7.html (дата обращения: 14.05.2025). – Текст : электронный.
  9. Wiedner, F. Control Groups Added Latency in NFVs: An Update Needed? / F. Wiedner, A. Daichendt, J. Andre, G. Carle // 2023 IEEE Conference on Network Function Virtualization and Software Defined Networks (NFV-SDN). – 2023. – P. 40–45. – DOI: 10.1109/NFV-SDN59219.2023.10329612.
  10. systemd.resource-control — Resource Control Unit Settings [Электронный ресурс] // freedesktop.org. – 2025. – URL: https://www.freedesktop.org/software/systemd/man/latest/systemd.resource-control.html (дата обращения: 30.09.2025). – Текст : электронный.
  11. Крайнов, П. А. Мониторинг системы контрольных групп процессов в ОС Альт / П. А. Крайнов, С. А. Пашина // Всероссийский сборник статей и публикаций института развития образования, повышения квалификации и переподготовки. – 2025. – URL: https://ropkip.ru/publication/415456 (дата обращения: 14.05.2025). – Текст : электронный.
  12. ОС Альт – Документация [Электронный ресурс] // BaseALT. – 2025. – URL: https://docs.altlinux.org/ru-RU/index.html (дата обращения: 14.05.2025). – Текст : электронный.
  13. Об утверждении Требований по безопасности информации к средствам контейнеризации : приказ ФСТЭК России от 4 июля 2022 г. № 118 [Электронный ресурс] // ГАРАНТ. – 2022. – URL: https://base.garant.ru/405955413/ (дата обращения: 14.05.2025). – Текст : электронный.
  14. ГОСТ Р 59006-2020. Защита информации. Доверенная загрузка. Термины и определения [Электронный ресурс]. – М. : Стандартинформ, 2020. – URL: https://docs.cntd.ru/document/1200174521 (дата обращения: 13.05.2025). – Текст : электронный.
  15. PCI Data Security Standard (PCI DSS) version 4.0.1 [Электронный ресурс] // PCI Security Standards Council. – 2024. – URL: https://www.pcisecuritystandards.org/document_library/ (дата обращения: 13.05.2025). – Текст : электронный.

Лицензия

Copyright (c) 2025 Е. А. Еремина, А. Н. Простова (Авторы)

Creative Commons «С указанием авторства» (CC BY) 4.0

Ключевые слова

изоляция процессов cgroups v2 memory.max cpuset управление ресурсами контейнеризация информационная безопасность