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Project1：MITOSIS in eBPF and WASM

第一个 Project，主要是希望通过 eBPF 来复现 MITOSIS 这个系统的功能。MITOSIS 是上交魏星达老师的工作，通过远程 fork 的机制，使用 RDMA 加速服务器无感知计算(Serverless)容器启动，可以在一秒钟之内启动 10000+ 个容器。

第一个 Project 的目标是通过 eBPF 和用户态的控制机制，实现类似 MITOSIS 中的远程 fork 机制。原先的 MITOSIS 使用 Rust 编写内核模块的方式进行实现，有没有可能将其迁移到 eBPF 虚拟机中，在保证性能的同时获得更好的可移植性和实用性？整体项目需要实现 remote fork 的机制，大致需要包含以下两个部分：

1. 使用 eBPF 获取运行时进程的所有状态信息；

2. 使用 eBPF 和一些内核模块机制在远端恢复对应的进程状态，尽可能少或者不需要修改内核，并将尽可能多的用户态和内核态通信、数据处理机制放在 eBPF 虚拟机中完成。

   这部分工作主要在内核态完成，尽可能将 MITOSIS 中更多的模块在内核的 eBPF 虚拟机中通过可编程的方式实现，可以给 eBPF 虚拟机添加更多的 helpers，以及扩展 eBPF 虚拟机的能力。我们不要求说把所有的实现逻辑都放在 eBPF 中实现，但是可以把尽可能多的部分放在 eBPF 虚拟机中，以获得更好的可移植性和安全性。

需要有对应的性能分析结果。

Project2：RDMA and eBPF with WASM

第二个项目的目标是结合 WASM 和 RDMA，以及 eBPF，尝试扩展和加速基于 WASM 的 serverless 平台。RDMA 是远程直接内存访问，允许用户程序绕过操作系统内核（CPU），直接和网卡交互进行网络通信，从而提供高带宽和极小时延，加速对应的网络通信过程。 eBPF 中的一些类型的应用程序，例如 XDP, 也可以起到类似的加速效果，XDP是 Linux Kernel 中提供高性能、可编程的网络数据包处理框架，，能够动态挂载 eBPF 程序逻辑，使得 Kernel 能够在数据报文到达网卡驱动层时就对其进行针对性的高速处理，而无需再 “循规蹈矩” 地进入到 TCP/IP 协议栈。

我们希望有如下两个方面的尝试：

1. 尝试使用类似 MITOSIS 的 RDMA 技术，进一步加速用户态 WASM 轻量级容器的调度和启动，以及加速 WASM FaaS 实例之间的通信和互相调用；
2. 尝试通过 eBPF 和 XDP ，加速用户态的 WASM 轻量级容器/FaaS 函数实例之间的相互调用和通信流程；

在这个之后，可以比较 RDMA 实现机制和 XDP 实现机制，对于不同类型工作负载之间的的性能、易用性等方面差异，并且看看有没有可能把二者的优势结合起来。

这个部分可以选择一个 WASM 的 serverless 平台进行扩展（例如 faasm: https://github.com/faasm/faasm），这部分工作主要在用户态完成。需要有对应的性能分析。