通過(guò)類型1的虛擬機(jī) Hypervisor 實(shí)現(xiàn)多 OS 系統(tǒng)的應(yīng)用

　　在今天嵌入式設(shè)備中具備的多核處理器可提供更強(qiáng)大的處理能力和連接選項(xiàng)。這些設(shè)備使多個(gè)操作系統(tǒng)的整合成為引進(jìn)互聯(lián)性的可行安全方法，同時(shí)確保更重要的功能的執(zhí)行。即使是在非常注重安全的行業(yè)，如汽車業(yè)，消費(fèi)者現(xiàn)在也期待車載信息娛樂系統(tǒng)可提供智能手機(jī)和平板電腦所具備的應(yīng)用程序。

　　在物聯(lián)網(wǎng)和車聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)以前， 安全性和可靠性是通過(guò)物理分離實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)同一或獨(dú)立的面板上多個(gè)單獨(dú)的處理器以確保設(shè)計(jì)的穩(wěn)健性。有了現(xiàn)在的整合的嵌入式系統(tǒng)，引入連接性的一個(gè)推薦的方法是使用多個(gè)操作系統(tǒng)，由類型1 Hypervisor 實(shí)行分離，實(shí)際上分離和虛擬化設(shè)備資源，確保必要的汽車功能優(yōu)先于連接應(yīng)用程序的功能。

　　圖3說(shuō)明了一個(gè) Hypervisor，如 Mentor Graphics 的 Hypervisor，如何被用于汽車信息娛樂系統(tǒng)，該系統(tǒng)的連接應(yīng)用程序功能是 Android 的而其他車載信息娛樂系統(tǒng)則是基于 Linux 的。

　　一個(gè) Hypervisor 不僅僅是如圖3所示的簡(jiǎn)單分離，它還提供了一種機(jī)制限制周邊設(shè)備進(jìn)入特定的應(yīng)用程序域。就車載信息娛樂系統(tǒng)而言，我們可能想要限制對(duì)車載 CAN 總線的使用，只允許車載信息娛樂系統(tǒng)接入CAN數(shù)據(jù)，而聯(lián)網(wǎng)的 Android 應(yīng)用程序接入數(shù)據(jù)只能通過(guò)進(jìn)程間通信（IPC）和基于 Linux 車載信息娛樂系統(tǒng)應(yīng)用程序。同時(shí)，我們想要 Linux 和 Android 都可以使用 本地的記憶卡查看媒體文件。圖4說(shuō)明了一個(gè) Hypervisor 如何允許我們直接映射及準(zhǔn)虛擬化外圍設(shè)備。這使得開發(fā)者能夠限制訪問(wèn)CAN總線及實(shí)現(xiàn)如記憶卡等其它資源的共享。

　　用一個(gè)Hypervisor來(lái)分離和共享外圍設(shè)備

　　在真實(shí)場(chǎng)景中測(cè)試可靠性

　　到現(xiàn)在為止我們已經(jīng)說(shuō)明了設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的兩種可能的方法，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的使用和類型1 Hypervisor。當(dāng)然多種不同的變更和理想的方法還要取決于具體的設(shè)備。然而所有連接系統(tǒng)都會(huì)受益于某種程度的測(cè)試以確保其實(shí)地操作的正確性。對(duì)連接設(shè)備的自動(dòng)化安全峰值測(cè)試和壓力測(cè)試就是一個(gè)例子，說(shuō)明協(xié)議棧或過(guò)程控制功能的失敗是可以檢測(cè)的。此外，設(shè)備的功能性健康是可以在模擬攻擊中確定的。應(yīng)該執(zhí)行的其他測(cè)試包括發(fā)送無(wú)效或分散的數(shù)據(jù)包，執(zhí)行測(cè)試框架，探測(cè)已知的軟件棧的漏洞。執(zhí)行這些測(cè)試可以增加連接設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中的魯棒性。

　　可更新性設(shè)計(jì)

　　移動(dòng)設(shè)備的用戶熟知需經(jīng)常性升級(jí)設(shè)備，修補(bǔ)漏洞，添加安全更新或增加設(shè)備性能 -- 所有這些都毫不費(fèi)力地通過(guò)“空中下載技術(shù)”來(lái)完成。基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的進(jìn)程模式和使用類型1 Hypervisor 都能促進(jìn)嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)可以一種安全的方式通過(guò)空中下載技術(shù)實(shí)現(xiàn)更新。通過(guò)分離可不斷加載和卸載的應(yīng)用子系統(tǒng)，這兩種方法可隨著時(shí)間的推移更新特定子系統(tǒng)，修復(fù)漏洞或在開發(fā)和實(shí)際應(yīng)用時(shí)解決可靠性問(wèn)題。

　　結(jié)論

　　物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的廣度和相關(guān)功能經(jīng)常需要開發(fā)人員集成來(lái)自多種途徑的代碼，包括國(guó)內(nèi)的，商業(yè)的和開源的。所有這些都會(huì)增加對(duì)物聯(lián)網(wǎng)（IoT）聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的靈敏度和可靠性的負(fù)面沖擊。使用包含進(jìn)程模式的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)來(lái)分離應(yīng)用子系統(tǒng)和使用類型1 Hypervisor 來(lái)整合多個(gè)操作系統(tǒng)對(duì)于在應(yīng)用程序和系統(tǒng)中引進(jìn)互聯(lián)性是有效途徑， 因后者在執(zhí)行過(guò)程中需要較高水平或可靠性。

　　除了選擇合適的系統(tǒng)架構(gòu)和技術(shù)方法，設(shè)計(jì)師還必須及時(shí)添加額外的測(cè)試來(lái)確保正確的操作，考慮設(shè)備的整個(gè)操作生命周期，具備快速，無(wú)縫，盡可能輕松地更新設(shè)備軟件的能力。