隨著火山引擎云產品的重磅發布，字節跳動內部使用的操作系統也終于上云開放，首次推出了針對云環境深度適配的 Linux 操作系統 —— veLinux。veLinux 是字節跳動在操作系統技術上的長期積累和沉淀，旨在給客戶提供穩定、高性能、安全、易用的云上操作系統，同時輸出系統安裝、部署、升級和補丁修復等全生命周期的完整解決方案。
當前，企業上云的趨勢不可抵擋，云時代的來臨對基礎操作系統提出了更高更嚴苛的要求。除了對操作系統的安全性和穩定性外，系統性能的提升也是重要的考慮因素。上云能否降本增效？底層操作系統能否充分利用各種新硬件特性來提升業務的整體效能？9 年的技術積累和應用實踐，火山引擎 veLinux 操作系統做出了解答。
兼容性
veLinux 與 Debian 10（Buster）生態保持完全兼容， 并針對云上應用和火山引擎云基礎設施進行了深度定制與優化。支持包括最新的 x86和 ARM 架構在內的多種硬件平臺，如 Intel Whitley、AMD Milan 和 ARM N1 等，對國產處理器支持也在進行中。
高性能
veLinux 內核是基于社區長期支持（LTS）的 5.4 版本定制而成，對內存、網絡、I/O、文件系統等模塊進行了缺陷修復和性能增強，并引入了適用于云應用的新特性，比如
• 優化冗余的 HugeTLB 頁，節省了 87% 以上的 struct pages，大頁內存減少約 1/64(1.4%-1.6%)
• 增加 ebpf 通用 helper 函數，支持通過模塊添加 ebpf 功能
• 優化了 cgroup slab memory controller，提升 slab 內存利用率，最高可達 45%
• 引入 VDUSE 設備模擬框架，容器可以像虛機一樣靈活的使用用戶態提供的虛擬設備
• 優化 PSI 對系統資源壓力的評估，定制更合理的資源調度策略，在保障業務體驗的同時，最大化資源利用率
veLinux 在調度隔離、內存管理及 I/O 等方面進行了大量的性能優化。業界的基準測試 benchmark 和典型應用性能對比結果顯示：在進程上下文切換、I/O讀寫、壓縮解壓縮等多場景中，性能提升達到 15-25%， 推薦、抖音的樣本拼接性能提升 20% 以上，而典型的日志壓縮場景提升更是高達 50%。
壓縮和解壓縮執行耗時（歸一化）對比
安全性
在安全方面，密切關注社區上游的 CVE 分級跟蹤與修復，同步集成。同時提供內核熱補丁修復，減少停機時間，應用安全技術進行入侵檢測，配置多種安全項用于自定義安全策略，此外，還支持業界主流的安全漏掃工具，為上層業務提供全方位的安全防護。
易用性
系統運維從來都是棘手的問題，用于系統性能分析優化、穩定性問題排查的工具，普遍有比較高的使用門檻。而 veLinux 天然攜帶了從內核、基礎庫到應用的全棧分析優化能力。例如，基于開源社區的定制化性能監控工具 atop ，能夠篩選 Top N 線程的監控數據記錄并支持JSON 格式輸出、支持 Per-NUMA 指標聚合等，滿足系統監控的多樣需求。另外，集成了交互式的 CPU 火焰圖采集，能夠對多種編程語言的應用程序進行分析，同時支持差分火焰圖和容器采集，便捷易用。
結語
如今，veLinux 的部署數量已超過百萬，承載了今日頭條、抖音、飛書等一系列具有海量用戶的應用，經歷過 2021 年央視春晚、抖音紅包雨等多種大型活動的極致考驗。veLinux始終把技術作為立足點和根基，將繼續保持技術開放和創新的態度，砥礪前行。veLinux現已正式開源自研內核，歡迎感興趣的同行一起加入，共同打造國產操作系統的社區和生態。
