Systemarchitektur

Zum Verständnis der Architektur von JelinaOS genügen vier Schlüsselbegriffe: Doppelsystem, schreibgeschütztes Root-Dateisystem, separate Daten und Cloud-Koordination. Gemeinsam bilden sie die Grundlage für hohe Zuverlässigkeit, einfache Wartung und gute Verwaltbarkeit.

Partitionslayout

JelinaOS verwendet auf dem Speichermedium ein klar gegliedertes Partitionslayout. Jede Partition hat eine eindeutige Aufgabe und beeinflusst die anderen nicht. Die Partitionen werden durch feste, plattformübergreifend einheitliche Namen (Labels) identifiziert. Unabhängig von den zugrunde liegenden Geräteknoten – sda/nvme bei x86 oder mmcblk bei ARM – findet das System die Partitionen über ihre Namen:

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ jelina-boot     Bootpartition: Bootloader und Umgebungsvariablen            │
│ jelina-kernel-1 Kernel 1 (redundant zu 2, schreibgeschützt)                 │
│ jelina-kernel-2 Kernel 2                                                    │
│ jelina-system-1 System 1 (schreibgeschützt, Werkszustand)                   │
│ jelina-system-2 System 2                                                    │
│ jelina-data     Datenpartition: sämtliche Benutzerdaten und Schreibvorgänge │
│ jelina-recv     Wiederherstellungspartition: Systemreparatur und Werksreset │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

• A/B-Doppelpartitionierung: Für Kernel und System werden jeweils zwei vollständige Kopien vorgehalten, die sich gegenseitig sichern;
• Schreibgeschützte Einbindung: Die Systempartition wird im Betrieb schreibgeschützt eingebunden. Kein Programm kann ihren Inhalt verändern;
• Separate Datenpartition: Alle Benutzerdaten, Konfigurationen und Schreibvorgänge zur Laufzeit werden zentral in der Data-Partition gespeichert.

Startablauf

Unabhängig von der Hardwareplattform folgt der Startablauf von JelinaOS derselben Logik:

Hardware-Firmware → Bootloader → A/B-Partition wählen → Kernel laden → System zusammenstellen → Fachanwendungen starten
    │            │              │
Plattformabhängig   Plattformabhängig   Plattformunabhängig: alle folgenden Schritte sind auf allen Plattformen identisch

1. Hardware-Firmware und Bootloader initialisieren die Plattform. Die plattformspezifischen Unterschiede bleiben für die Nutzer transparent;
2. Der Bootloader liest die Startregeln, entscheidet zwischen Partition A und B und prüft den Systemzustand;
3. Nach dem Kernelstart führt das System die schreibgeschützte Systempartition und die beschreibbare Datenpartition zu einer gemeinsamen Laufzeitsicht zusammen;
4. Systemdienste und Geschäftsanwendungen starten nacheinander, und das Gerät nimmt den Betrieb auf.

Systemupdates folgen demselben Ablauf: Die neue Version wird in die Ersatzpartition geschrieben, nach der Umschaltung automatisch geprüft und bei einem Fehler automatisch zurückgesetzt. Standorte mit begrenzter Bandbreite können inkrementelle Updates nutzen, die nur Änderungen übertragen.

Dieser Ablauf gewährleistet: Updates betreffen nur die Ersatzpartition und beeinträchtigen das laufende System nicht. Beim Start erfolgt eine automatische Prüfung und bei Abweichungen eine automatische Umschaltung.

Datenfluss und Isolation

Im Betrieb folgt der interne Datenfluss strikten Isolationsregeln:

Anwendungsebene (Container / native Anwendungen)
     │
     ├── Lesen ─────▶ Systemebene (schreibgeschützt, unveränderlich)
     └── Schreiben ▶ Datenpartition (alle Benutzerschreibvorgänge)

• Anwendungen können Systeminhalte nur lesen und das eigentliche System nicht verändern;
• Alle Schreibvorgänge werden in die Datenpartition umgeleitet und sind vollständig vom System getrennt;
• Beim Zurücksetzen auf Werkseinstellungen werden System und benutzerseitige Schreibänderungen auf den Auslieferungszustand zurückgesetzt. Sichern Sie wichtige Daten vorher.

Cloud-Koordination

Über den integrierten Geräteagenten arbeitet das Gerät mit der Cloud-Plattform JelinaCloud zusammen:

┌────────────┐                                  ┌─────────────────┐
│ Edge-Gerät │ Statusmeldungen / Protokolle ──▶ │ JelinaCloud     │
│ JelinaOS   │    ◀── Updates / Fernwartung     │ Cloud-Plattform │
└────────────┘                                  └─────────────────┘

• Uplink: Gerätestatus, Betriebskennzahlen und Protokolle werden kontinuierlich übermittelt und sind in der Cloud in Echtzeit sichtbar;
• Downlink: Systemupdates, Anwendungs-Releases und Konfigurationsrichtlinien werden zentral in der Cloud orchestriert;
• Sicherer Kanal: Im Produktionsmodus kommuniziert das Gerät ausschließlich über einen verschlüsselten Kanal mit der Cloud. Fernbetrieb und Fernwartung werden nicht im öffentlichen Netzwerk exponiert.

Architektur im Überblick

Ebene	Bestandteile	Aufgaben
Anwendungsebene	Containeranwendungen und native Anwendungen	Geschäftslogik ausführen
Laufzeitebene	Containerlaufzeit, Dienstverwaltung und Geräteagent	Anwendungsorchestrierung, Systemdienste und Cloud-Koordination
Systemebene	Schreibgeschütztes System, etwa Debian / Ubuntu / Kylin	Eine stabile, manipulationssichere Systembasis bereitstellen
Hardwareebene	ARM64 (Allwinner / Rockchip / NXP i.MX), x86_64	Einheitliche Anpassung für mehrere Plattformen

Das Ergebnis dieser Architektur: ein sichereres System, zuverlässigere Updates und einfacherer Betrieb und Wartung. Darauf ist die Architektur von JelinaOS für industrielle Edge-Szenarien ausgerichtet.