Michael Tatarski

Effiziente und schnelle Verarbeitung von Netzwerkpakten mittels DPDK

Universität Rostock, 2021

https://doi.org/10.18453/rosdok_id00003057

Abstract: Aufgrund der stetig wachsenden Anforderungen an die Netzinfrastruktur, stellt der Einsatz von leistungsstarken Switches und Netzwerkkarten, die Datenraten von bis zu 100 Gbit/s bereitstellen, eine wesentliche Bedeutung für Rechenzentren dar. Weil jedoch die Systemsoftware von Servern nicht für solch hohe E/A-Geschwindigkeiten konzipiert wurde, ist es kaum möglich das Leistungspotential dieser Netzwerkgeräte vollumfänglich auszuschöpfen. Neben der Übergabe von Anwendungslogik an den Gerätetreiber (z.B. mittels eBPF) oder dem direkten Speichertransfer (z.B. via RDMA) sind Kernel-Bypass-Lösungen ein leistungsstarker Optimierungsansatz, um dem hohen Datenaufgebot von heutigen Netzwerkschnittstellen standzuhalten. Das von Intel entwickelte Framework DPDK hat sich dabei in verschiedenen Benchmarks als performanteste Kernel-Bypass-Lösungen herausgestellt. Diese Arbeit wird deshalb schwerpunktmäßig die Datenstrukturen und Mechanismen untersuchen, welche den Leistungsunterschied von DPDK gegenüber vergleichbaren Frameworks möglich machen.

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