近日，实验室博士黄卓的论文“CBuild: Cluster-oriented Collaborative Image Building for Containers”被 IEEE Transactions on Computers (TC) 期刊录用。

众多计算平台已广泛采用容器作为轻量级的虚拟化执行环境。镜像是用于创建容器的轻量级、独立、可执行的软件包，包含应用程序运行所需的所有内容，包括代码、运行时、库、环境变量、配置文件等。在构建容器镜像时，需要逐行解析脚本（如Dockerfile）并从远程下载大量数据（如基础镜像、软件包等）。尽管镜像层级共享机制能够减少需构建的层数，但在分布式环境下，该机制的效率较低，因为镜像间的层共享概率较低（不足 25%），导致大量非共享层仍需从远程下载数据，造成额外开销。为此，文章基于真实环境中的数据，对分布式环境下的镜像构建数据下载情况进行了全面分析。研究发现：1）超过70%的下载文件是重复的，其中很大一部分存在于共享层相关的非共享层中，且通常成组下载。2）文件的访问热度具有偏向性，近30%的文件被重复使用超过200次，并且超过46%的文件在极短时间内被多次下载。这些发现揭示了镜像构建过程中冗余数据的访问特征，据此，文章提出cBuild，一个分布式文件缓存系统，用于在集群环境中最小化镜像数据的下载开销。具体而言，cBuild采用基于网络命名空间的无侵入拦截机制，避免直接检测构建指令对镜像的修改，从而实现跨节点的镜像数据共享。此外，cBuild结合镜像层中重复文件的分布特性，均衡地分布镜像文件，防止因热点节点造成的数据传输瓶颈，并通过层感知的搜索策略快速定位所需文件。实验结果表明，cBuild构建速度最高提升15.3倍，数据下载量减少80%，有效加速了容器镜像的构建过程。

IEEE Transactions on Computers是计算机体系结构领域的顶级期刊之一，属于中国计算机学会CCF A类期刊，当前影响因子为3.7。

（通讯员： 黄卓）