Abstract

Network stacks currently implemented in operating systems can no longer cope with the packet rates offered by 10 Gbit Ethernet. Thus, frameworks were developed claiming to offer a faster alternative for this demand. These frameworks enable arbitrary packet processing systems to be built from commodity hardware handling a traffic rate of several 10 Gbit interfaces, entering a domain previously only available to custom-built hardware. In this paper, we survey various frameworks for high-performance packet IO and their interaction with a modular frameworks and specialized virtual network functions software for high-speed packet processing. We introduce a model to estimate and assess the performance of these packet processing frameworks. Moreover, we analyze the performance of the most prominent frameworks based on representative measurements in packet capturing scenarios. Therefore, we provide a comparison between them and select the area of applicability.

Highlights

  • С развитием сети Интернет и увеличением доступности операторы связи и интернетпровайдеры вынуждены расширять каналы передачи данных и применять более современные с технологической точки зрения решения для обработки и анализа сетевого трафика на скоростях 100 Гбит/с и более

  • We introduce a model to estimate and assess the performance of these packet processing

  • В то же время, данные решения требуют разработки эффективных методов взаимодействия с сетью и ставят перед исследователями новые задачи по созданию гибких и масштабируемых систем для перехвата, анализа и обработки высокоскоростного трафика

Read more

Summary

Введение

С развитием сети Интернет и увеличением доступности операторы связи и интернетпровайдеры вынуждены расширять каналы передачи данных и применять более современные с технологической точки зрения решения для обработки и анализа сетевого трафика на скоростях 100 Гбит/с и более. Такие устройства настраиваются под нужды какой-либо конкретной задачи, требующей очень высокой производительности – например, захват сетевого трафика без потерь, разбор пакетов, коммутация трафика. Перед аппаратными реализациями такой подход обладает рядом преимуществ, среди которых возможность адаптации аппаратуры для решения различных задач, снижение операционных и капитальных расходов при построении больших систем для мониторинга и анализа сети, допустимость использования широкого класса программных решений с открытым исходным кодом. В то же время, данные решения требуют разработки эффективных методов взаимодействия с сетью и ставят перед исследователями новые задачи по созданию гибких и масштабируемых систем для перехвата, анализа и обработки высокоскоростного трафика.

Программная обработка трафика
Сетевой стек операционной системы
Попакетное выделение и освобожение памяти
Сериализуемость доступа к трафику
Переключения контекста между ядром и пространством пользователя
Неэффективное использование локализации памяти
Обзор программных решений
Netmap
Анализ программных решений
Анализ производительности
Заключение

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call

Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.