Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Orosz Péter ATMA kutatócsoport Debreceni Egyetem Informatikai Kar Jövő Internet technológiák és alkalmazások kutatása Magyarországon.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Orosz Péter ATMA kutatócsoport Debreceni Egyetem Informatikai Kar Jövő Internet technológiák és alkalmazások kutatása Magyarországon."— Előadás másolata:

1 Orosz Péter ATMA kutatócsoport Debreceni Egyetem Informatikai Kar Jövő Internet technológiák és alkalmazások kutatása Magyarországon konferencia, Budapest, november 15. Debreceni Egyetem

2  Kutatási irányok  Technológiai háttér ◦ Nagyteljesítményű forgalom monitoring ◦ Kihívások, motiváció  Hardver és szoftver alapú forgalommérés  A kutatócsoport által kidolgozott megoldások ◦ Rnetprobe monitoring rendszer ◦ Enhanced libpcap  Összefoglaló  Következő lépés Jövő Internet technológiák és alkalmazások kutatása Magyarországon konferencia, Budapest, november 15.

3 Elsődleges kutatási területek:  Nagyteljesítményű hálózati forgalom monitoring  Cross-layer forgalomelemzés  QoS/QoE vizsgálati módszerek  Hálózatemuláció Kutatási projektek:  Újgenerációs szoftver alapú hálózat monitoring [1][3][4]  Nagyfelbontású időbélyegzési módszerek, eljárások [5][7]  Nagyteljesítményű hardveresen gyorsított hálózati mérőrendszerek [4][6] június 3. – 1 st High Performance Network Monitoring Workshop, Informatikai Kar, Debreceni Egyetem Jövő Internet technológiák és alkalmazások kutatása Magyarországon konferencia, Budapest, november 15.

4 Nagysebességű kommunikáció: nagyteljesítményű monitorozási megoldások. Hálózatmonitorozás cross-layer protokoll- és forgalomelemzéshez:  Passzív hozzáférés a monitorozott linkhez  Veszteségmentes vonali rátájú csomagelkapás  Nagyfelbontású és nagy precizitású időbélyegzés  A trace adatok számára nagy tárolókapacitás  On-the-fly forgalomszűrés és elemzés Jövő Internet technológiák és alkalmazások kutatása Magyarországon konferencia, Budapest, november 15.

5 Active Test Access Point Az adatcsomagok tükrözése hatással van a monitorozott linken továbbított forgalom átviteli tulajdonságaira. ◦ Port mirroring (SPAN, RAP, monitor port) ◦ Tpacket socket tapping (libpcap) Passive Test Access Point Az adatcsomagokhoz történő hozzáférés nincs hatással a monitorozott forgalom átviteli tulajdonságaira. ◦ Fiber splitter ◦ Twisted Pair TAP: xBASE-T (regeneration at PHY) Jövő Internet technológiák és alkalmazások kutatása Magyarországon konferencia, Budapest, november 15.

6

7 Minimális méretű csomagok generálása vonali rátával 1 Gbit/s-os kapcsolaton Csomagméret: p i = 72 byte (46 byte adat + 26 byte Ethernet fejrész) Érkezési időköz: a i = 672 ns (672 x bit idő) Inter-frame gap: g i = 12 byte ahol i = 1…6 idő (ns) p1p1 p1p1 p2p2 p2p2 p3p3 p3p3 p4p4 p4p4 p5p5 p5p5 p6p6 p6p6 a1a1 a2a2 a3a3 a4a4 a5a5 g1g1 g2g2 g3g3 g4g4 g5g5 … 06721,344 2,016 2,6883,360 Jövő Internet technológiák és alkalmazások kutatása Magyarországon konferencia, Budapest, november 15.

8 PHY MAC DMA PCIe buszon Eszköz memória- terület Csomag érkezési sor OS kernel space NIC ring buffer Rendszermemória Hardveres időbélyegzés Szoftveres időbélyegzés idő (ns) Fizikai rétegbeli feldolgozás t2t2 Keret feldolgozása t1t1 t3t3 Eszközvezérlő Hálózati stack Alkalmazás OS user space t4t4 Szoftveres időbélyegzés Hálózati kártya Jövő Internet technológiák és alkalmazások kutatása Magyarországon konferencia, Budapest, november 15.

9

10 Interrupt throttling nélkülDinamikus interrupt throttling Rögzített csomagméret: 72 byte / IFG: 12 byte Szoftveres időbélyegzés eredménye interrupt throttling nélkül (1. ábra):  Az időbélyezgés többletterhelése megszakítás leszabályozás használata nélkül alacsonyabb.  A mért érkezési időközök közelebb állnak a hardveresen mért értékekhez.  Az érkezési időközök kisebb szórást mutatnak. Mindkét üzemmódban megjelennek extrém magas értékek, melyek forrása a kernel ütemezője és a polling alapú feldolgozás együttesen. Jövő Internet technológiák és alkalmazások kutatása Magyarországon konferencia, Budapest, november 15.

11 Szoftveres időbélyegzés eredménye interrupt throttling nélkül (1. ábra):  A csomag érkezési időközök kisebb szórást mutatnak, mint dinamikus megszakítás leszabályozás esetén. Interrupt throttling nélkül Dinamikus interrupt throttling Szoftveres eredmények megszakítás leszabályozással (2. ábra):  Érkezési időközök szórása: polling alapú csomagfeldolgozás  Az extrém értékek gyakorisága korrelál az eszközvezérlő polling periódusával. Rögzített csomagméret: 680 byte / IFG: 12 byte Jövő Internet technológiák és alkalmazások kutatása Magyarországon konferencia, Budapest, november 15.

12 VoIP forgalom visszajátszása:  Dinamikus megszakítás lefolytás: a polling következétben a csomagok feldolgozási késleltetése jelentős. A kernel érkezési sorába az eszközvezérlő belső ütemezése alapján kerülnek a csomagok, így a MAC szintű időbeni viszonyukról minden információt elveszítünk. Jövő Internet technológiák és alkalmazások kutatása Magyarországon konferencia, Budapest, november 15.

13

14  Veszteségmentes csomagelkapás nagyfelbontású időbélyegzéssel Gigabit+ Ethernet hálózatokon.  Integrált passzív hozzáférési pont  Többportos elkapás  FPGA-val gyorsított design  TCP alapú távoli elkapás  libpcap és Wireshark integráció  PCAP kimenet  Nyílt implementáció Jövő Internet technológiák és alkalmazások kutatása Magyarországon konferencia, Budapest, november 15.

15 Tulajdonságok:  NetFPGA alapú design  Passzív hozzéférési pont: hardware loopback  Többportos veszteségmentes elkapás  Hardveres időbélyegzés  Hardveres csomagvágás  Több csomag feldolgozása megszakításonként  libpcap integráció  PCAP és grafikon kimenet  Profilkezelés  Távoli elkapás és monitorozás  Web interfész Jövő Internet technológiák és alkalmazások kutatása Magyarországon konferencia, Budapest, november 15.

16 Jövő Internet technológiák és alkalmazások kutatása Magyarországon konferencia, Budapest, november 15.

17  Hardveres csomagvágás (snaplength)   FPGA  Több keret átvitele egy megszakítás alatt  FPGA/DMA  Összecsomagolt keretek visszaállítása  eszközvezérlő  Kernel skb cache optimalizáció intenzív forgalom feldolgozásához   OS kernel  Capture buffer hangolása optimalizált diszk írási teljesítményhez  libpcap  Az elkapott és összecsomagolt keretek átirányítása alternatív NetFPGA GbE interfészre Jövő Internet technológiák és alkalmazások kutatása Magyarországon konferencia, Budapest, november 15.

18  Az időbélyeg generátort az FPGA 125 MHz-es core órajele hajtja meg  Az RXDV (data valid) jelzés minden GMII esetén át van tükrözve a core órajel tartományba  Az RXDV jelzés felfutó éle ütemezi a core domain időbélyeg számlálójának a kiolvasását  A kiolvasott érték a beérkező keret IOQ fejléce mögé kerül beszúrásra Jövő Internet technológiák és alkalmazások kutatása Magyarországon konferencia, Budapest, november 15.

19

20

21

22

23

24 Szoftver és hardver alapú hálózat monitoring megoldások tervezése és implementéciója nagyteljesítményű hálózatokhoz. Alapvető kritériumok:  Nagyfelbontású és nagyprecizitású időbélyegzés [5][6]  Veszteségmentes csomagelkapás  Passzív hozzáférési pont -> hardware loopback  Együttműködés  Optimalizált I/O teljesítmény Elemeztük a másodperc felbontású hardveres és szoftveres időbélyegzési módszerek teljesítményét. Korrelációt vizsgáltunk a hálózati adapter eszközmeghajtójának üzemmódja (megszakítás vezérelt és polling alapú) és a szoftveres időbélyegek által kifejezett csomag érkezési időközök között. Kifejlesztésre került egy alternatív, nagy precizitású időbélyegzési módszer, mely működőképes általános célú PC hardveren. Jövő Internet technológiák és alkalmazások kutatása Magyarországon konferencia, Budapest, november 15.

25 Komplett hálózati forgalommérő labor egy asztalon  Hardveresen gyorsított monitoring ◦ 10+ Gbps veszteségmentes mérés ◦ Nagypontosságú időszinkronizáció ◦ Folyamszűrés  Szoftver alapú monitoring Egy alternatív időbélyegzési módszer kidolgozása nagyteljesítményű hálózat monitoringhoz, amely nyers TSC regiszterértéken alapszik, a cycle to time value és time value to time of day konverziós lépéseket pedig átterheli a megszakítási kontextusból egy alacsony prioritású felhasználói folyamatra. [7] Célok: ◦ Alacsony, kvázi konstans időbélyeg előállítási többletterhelés ◦ A mért érkezési időközök alacsony szórása: nagyobb precizitás ◦ Nagy teljesítmény általános célú PC eszközön  Nagyteljesítményű IP útvonal emulátor Jövő Internet technológiák és alkalmazások kutatása Magyarországon konferencia, Budapest, november 15.

26 1) Peter Orosz and Tamas Skopko, “Software-based Packet Capturing with High Precision Timestamping for Linux,” The Fifth International Conference on Systems and Networks Communications, ICSNC 2010, August 22-27, 2010, Nice, France, Proceeding p Best Paper awarded by the conference committee. 2) Peter Orosz and Tamas Skopko, “High Resolution Packet Timestamping in a Shared Resource Environment,” 20th International Conference on Computers and Education, SzámOkt 2010, October 7-10, 2010, Szatmárnémeti (Satu Mare), Romania, ISSN , Proceeding p ) Peter Orosz and Tamas Skopko, “Performance Evaluation of a High Precision Software-based Timestamping Solution for Network Monitoring,” International Journal on Advances in Software, ISSN , 2011 Vol 4. No. 1 & 2 p ) Tamas Skopko and Peter Orosz, “Investigating the Precision of the TSC-based Packet Timestamping,” Conference on Embedded Systems and Wireless Sensors Networks Design and Applications, ESWSNDA 2011, August 24, 2011, Debrecen, Hungary 5) Peter Orosz, Tamas Skopko, and Jozsef Imrek, “Performance Evaluation of the Nanosecond Resolution Timestamping Feature of the Enhanced Libpcap,” The Sixth International Conference on Systems and Networks Communications, ICSNC 2011, October 23-28, 2011, Barcelona, Spain 6) Peter Orosz, Tamas Skopko, and Jozsef Imrek, “An Improved Performance NetFPGA-based Network Monitoring System with Remote Capturing: Rnetprobe,” submitted to Journal of Network and Computer Applications (Elsevier) 7) Peter Orosz, Tamas Skopko, and Jozsef Imrek, “A novel high precision software-based timestamping method for high performance network measurement” under preparation Jövő Internet technológiák és alkalmazások kutatása Magyarországon konferencia, Budapest, november 15.

27 Köszönöm a figyelmet! Debreceni Egyetem Jövő Internet technológiák és alkalmazások kutatása Magyarországon konferencia, Budapest, november 15.


Letölteni ppt "Orosz Péter ATMA kutatócsoport Debreceni Egyetem Informatikai Kar Jövő Internet technológiák és alkalmazások kutatása Magyarországon."

Hasonló előadás


Google Hirdetések