text size

Network Interface Controller Offloading in Linux

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Title:
Network Interface Controller Offloading in Linux
Title (in czech):
Akcelerace síťových karet v Linuxu
Type:
Diploma thesis
Author:
Bc. Ondřej Hlavatý
Supervisor:
doc. Ing. Petr Tůma, Dr.
Opponent:
Ing. Lubomír Bulej, Ph.D.
Thesis Id:
200230
Faculty:
Faculty of Mathematics and Physics (MFF)
Department:
Department of Distributed and Dependable Systems (32-KDSS)
Study programm:
Computer Science (N1801)
Study branch:
Software Systems (ISS)
Degree granted:
Mgr.
Defence date:
12/06/2018
Defence result:
Excellent
Language:
English
Keywords (in czech):
hardwarová akcelerace síť Linux Traffic Control
Keywords:
hardware offloading network Linux Traffic Control
Abstract (in czech):
Moderní síťové kontrolery umožňují přesunout dílčí práci spojenou se zpracováním paketů do hard- ware za účelem zvýšení výkonu. V současnosti se v Linuxovém jádře některé pokročilé schopnosti kontrolerů využívají pro akceleraci subsystému Traffic Control. Jelikož tento subsystém byl vytvořen za zcela jiným účelem, jeho využití pro akcelerované zpracování paketů je nepraktické a nespolehlivé. Navíc v současném stavu není řešení zdaleka schopné využít všechny schopnosti kontrolerů. Informace o skutečných schopnostech kontrolerů nejsou dobře dostupné. Tato práce přistupuje k problému z jiné strany. Prozkoumali jsme pět vysoce výkonných síťových kontrolerů a podrobně zmapovali jejich schopnosti klasifikace a zpracování paketů. Spolu s předpokla- dem pro budoucí vývoj jsme identifikovali a zobecnili společné rysy. Z těchto informací jsme navrhli nový subsystém Linuxového jádra, který lépe slouží účelu hardwarové akcelerace. Model navrhovaného subsystému je dostatečně flexibilní, aby pokryl pokročilé schopnosti kontrolerů, ale zároveň dostatečně striktní, aby umožnil hardwarovou akceleraci a neopakoval problémy, kterými trpí akcelerace obecného subsystému Traffic Control.
Abstract:
Modern network interface controllers allow the host to offload packet processing to hardware in order to improve performance. At the present time, the advanced features are utilized in the Linux kernel by offloading the Traffic Control subsystem. Since this subsystem has been designed for a completely different purpose, its usage for hardware offloading is impractical and unreliable. Furthermore, in its current state the subsystem is not capable of utilizing all hardware features, which are often poorly documented. The presented work adopts a different approach to the problem. Five high-end controllers and their packet-processing pipelines were examined in detail. Accounting for their projected future development, common traits and features were identified. The researched information was used to draft a proposal for a new Linux subsystem, more compatible with hardware offloading than the current solution. The proposed subsystem defines a sufficiently descriptive interface to utilize the majority of hardware-offloaded features while avoiding common problems caused by excessively generalized approach of Traffic Control.
Documents
Download Document Author Type File size
Download Text of the thesis Bc. Ondřej Hlavatý 1.17 MB
Download Attachment to the thesis Bc. Ondřej Hlavatý 62 kB
Download Abstract in czech Bc. Ondřej Hlavatý 14 kB
Download Abstract in english Bc. Ondřej Hlavatý 11 kB
Download Supervisor's review doc. Ing. Petr Tůma, Dr. 50 kB
Download Opponent's review Ing. Lubomír Bulej, Ph.D. 67 kB
Download Defence's report doc. Ing. Petr Tůma, Dr. 152 kB