Performance y escalabilidad del kernel Linux aplicado a redes de alta velocidad

Autores
Zabaljáuregui, Matías
Año de publicación
2007
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
tesis de grado
Estado
versión aceptada
Colaborador/a o director/a de tesis
Díaz, Francisco Javier
Marrone, Luis Armando
Descripción
En la evolución de los sistemas operativos, desde el antiguo diseño de kernel monolítico (pasando por microkernels, exokernels o kernels verticales, y otras variantes) se ha llegado a lo que se denominó como kernel activo. Este nuevo diseño, presentado por Steve J. Muir en el año 2001, plantea un kernel especializado en procesamiento de red, motivado principalmente por la poca eficiencia con que los sistemas operativos de propósito general realizan este tipo de tareas en máquinas SMP. Su trabajo propone dedicar, de manera exclusiva, uno o más procesadores a tareas específicas del kernel, permitiendo que las aplicaciones de usuario se ejecuten, con la menor cantidad de intrusión por parte del sistema operativo, en el resto de los procesadores. De esta forma, el kernel deja de ser un proveedor pasivo de servicios para convertirse en un proceso activo del sistema, y la separación física de procesos de usuario con respecto a threads del kernel evita incurrir en el overhead necesario para implementar el modelo usuario/kernel. Esta tesis pretende continuar en esta línea de investigación, estudiando la forma de adaptar el kernel Linux a los altos requerimientos de procesamiento de red a los que estarán expuestos los servidores, dispositivos de red y estaciones de trabajo en un futuro cercano. Para lograr este objetivo, se estudia en profundidad el codiseño hardware/software del subsistema de red en un servidor con placas de red gigabit Ethernet, arquitectura SMP y el kernel Linux 2.6. También se hacen pruebas de performance y profiling del modelo actual de procesamiento de paquetes para compararlo con el prototipo propuesto más adelante. Complementando este trabajo, se analizan los problemas mencionados anteriormente y algunas soluciones propuestas por diversos grupos académicos y del ámbito industrial. En éste último entorno, el caso que destaca del resto es la nueva tecnología que está siendo desarrollada por Intel, denominada I/O Acceleration Technology, que utiliza varios de los conceptos mencionados en los trabajos citados anteriormente. Finalmente, se propone una modificación al subsistema de red del kernel Linux 2.6 sobre máquinas SMP, basándose en las ideas más recientes relacionadas con la evolución de los kernels. De esta forma, se logra evaluar el efecto de hacer un uso asimétrico de los procesadores en una máquina SMP, asignando un procesador, o un subconjunto de ellos, de manera exclusiva al procesamiento de red.
Licenciado en Informática
Universidad Nacional de La Plata
Facultad de Informática
Materia
Ciencias Informáticas
Informática
Redes de comunicación
Sistemas operativos
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/
Repositorio
SEDICI (UNLP)
Institución
Universidad Nacional de La Plata
OAI Identificador
oai:sedici.unlp.edu.ar:10915/3953
Acceder
id SEDICI_8ea70ece26ffe40ea4dfcbaaa5621261
oai_identifier_str oai:sedici.unlp.edu.ar:10915/3953
network_acronym_str SEDICI
repository_id_str 1329
network_name_str SEDICI (UNLP)
spelling Performance y escalabilidad del kernel Linux aplicado a redes de alta velocidadZabaljáuregui, MatíasCiencias InformáticasInformáticaRedes de comunicaciónSistemas operativosEn la evolución de los sistemas operativos, desde el antiguo diseño de kernel monolítico (pasando por microkernels, exokernels o kernels verticales, y otras variantes) se ha llegado a lo que se denominó como kernel activo. Este nuevo diseño, presentado por Steve J. Muir en el año 2001, plantea un kernel especializado en procesamiento de red, motivado principalmente por la poca eficiencia con que los sistemas operativos de propósito general realizan este tipo de tareas en máquinas SMP. Su trabajo propone dedicar, de manera exclusiva, uno o más procesadores a tareas específicas del kernel, permitiendo que las aplicaciones de usuario se ejecuten, con la menor cantidad de intrusión por parte del sistema operativo, en el resto de los procesadores. De esta forma, el kernel deja de ser un proveedor pasivo de servicios para convertirse en un proceso activo del sistema, y la separación física de procesos de usuario con respecto a threads del kernel evita incurrir en el overhead necesario para implementar el modelo usuario/kernel. Esta tesis pretende continuar en esta línea de investigación, estudiando la forma de adaptar el kernel Linux a los altos requerimientos de procesamiento de red a los que estarán expuestos los servidores, dispositivos de red y estaciones de trabajo en un futuro cercano. Para lograr este objetivo, se estudia en profundidad el codiseño hardware/software del subsistema de red en un servidor con placas de red gigabit Ethernet, arquitectura SMP y el kernel Linux 2.6. También se hacen pruebas de performance y profiling del modelo actual de procesamiento de paquetes para compararlo con el prototipo propuesto más adelante. Complementando este trabajo, se analizan los problemas mencionados anteriormente y algunas soluciones propuestas por diversos grupos académicos y del ámbito industrial. En éste último entorno, el caso que destaca del resto es la nueva tecnología que está siendo desarrollada por Intel, denominada I/O Acceleration Technology, que utiliza varios de los conceptos mencionados en los trabajos citados anteriormente. Finalmente, se propone una modificación al subsistema de red del kernel Linux 2.6 sobre máquinas SMP, basándose en las ideas más recientes relacionadas con la evolución de los kernels. De esta forma, se logra evaluar el efecto de hacer un uso asimétrico de los procesadores en una máquina SMP, asignando un procesador, o un subconjunto de ellos, de manera exclusiva al procesamiento de red.Licenciado en InformáticaUniversidad Nacional de La PlataFacultad de InformáticaDíaz, Francisco JavierMarrone, Luis Armando2007info:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionTesis de gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:ar-repo/semantics/tesisDeGradoapplication/pdfhttp://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/3953spainfo:eu-repo/semantics/openAccesshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 2.5 Argentina (CC BY-NC-ND 2.5)reponame:SEDICI (UNLP)instname:Universidad Nacional de La Platainstacron:UNLP2025-09-29T10:49:26Zoai:sedici.unlp.edu.ar:10915/3953Institucionalhttp://sedici.unlp.edu.ar/Universidad públicaNo correspondehttp://sedici.unlp.edu.ar/oai/snrdalira@sedici.unlp.edu.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:13292025-09-29 10:49:26.564SEDICI (UNLP) - Universidad Nacional de La Platafalse
dc.title.none.fl_str_mv Performance y escalabilidad del kernel Linux aplicado a redes de alta velocidad
title Performance y escalabilidad del kernel Linux aplicado a redes de alta velocidad
spellingShingle Performance y escalabilidad del kernel Linux aplicado a redes de alta velocidad
Zabaljáuregui, Matías
Ciencias Informáticas
Informática
Redes de comunicación
Sistemas operativos
title_short Performance y escalabilidad del kernel Linux aplicado a redes de alta velocidad
title_full Performance y escalabilidad del kernel Linux aplicado a redes de alta velocidad
title_fullStr Performance y escalabilidad del kernel Linux aplicado a redes de alta velocidad
title_full_unstemmed Performance y escalabilidad del kernel Linux aplicado a redes de alta velocidad
title_sort Performance y escalabilidad del kernel Linux aplicado a redes de alta velocidad
dc.creator.none.fl_str_mv Zabaljáuregui, Matías
author Zabaljáuregui, Matías
author_facet Zabaljáuregui, Matías
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Díaz, Francisco Javier
Marrone, Luis Armando
dc.subject.none.fl_str_mv Ciencias Informáticas
Informática
Redes de comunicación
Sistemas operativos
topic Ciencias Informáticas
Informática
Redes de comunicación
Sistemas operativos
dc.description.none.fl_txt_mv En la evolución de los sistemas operativos, desde el antiguo diseño de kernel monolítico (pasando por microkernels, exokernels o kernels verticales, y otras variantes) se ha llegado a lo que se denominó como kernel activo. Este nuevo diseño, presentado por Steve J. Muir en el año 2001, plantea un kernel especializado en procesamiento de red, motivado principalmente por la poca eficiencia con que los sistemas operativos de propósito general realizan este tipo de tareas en máquinas SMP. Su trabajo propone dedicar, de manera exclusiva, uno o más procesadores a tareas específicas del kernel, permitiendo que las aplicaciones de usuario se ejecuten, con la menor cantidad de intrusión por parte del sistema operativo, en el resto de los procesadores. De esta forma, el kernel deja de ser un proveedor pasivo de servicios para convertirse en un proceso activo del sistema, y la separación física de procesos de usuario con respecto a threads del kernel evita incurrir en el overhead necesario para implementar el modelo usuario/kernel. Esta tesis pretende continuar en esta línea de investigación, estudiando la forma de adaptar el kernel Linux a los altos requerimientos de procesamiento de red a los que estarán expuestos los servidores, dispositivos de red y estaciones de trabajo en un futuro cercano. Para lograr este objetivo, se estudia en profundidad el codiseño hardware/software del subsistema de red en un servidor con placas de red gigabit Ethernet, arquitectura SMP y el kernel Linux 2.6. También se hacen pruebas de performance y profiling del modelo actual de procesamiento de paquetes para compararlo con el prototipo propuesto más adelante. Complementando este trabajo, se analizan los problemas mencionados anteriormente y algunas soluciones propuestas por diversos grupos académicos y del ámbito industrial. En éste último entorno, el caso que destaca del resto es la nueva tecnología que está siendo desarrollada por Intel, denominada I/O Acceleration Technology, que utiliza varios de los conceptos mencionados en los trabajos citados anteriormente. Finalmente, se propone una modificación al subsistema de red del kernel Linux 2.6 sobre máquinas SMP, basándose en las ideas más recientes relacionadas con la evolución de los kernels. De esta forma, se logra evaluar el efecto de hacer un uso asimétrico de los procesadores en una máquina SMP, asignando un procesador, o un subconjunto de ellos, de manera exclusiva al procesamiento de red.
Licenciado en Informática
Universidad Nacional de La Plata
Facultad de Informática
description En la evolución de los sistemas operativos, desde el antiguo diseño de kernel monolítico (pasando por microkernels, exokernels o kernels verticales, y otras variantes) se ha llegado a lo que se denominó como kernel activo. Este nuevo diseño, presentado por Steve J. Muir en el año 2001, plantea un kernel especializado en procesamiento de red, motivado principalmente por la poca eficiencia con que los sistemas operativos de propósito general realizan este tipo de tareas en máquinas SMP. Su trabajo propone dedicar, de manera exclusiva, uno o más procesadores a tareas específicas del kernel, permitiendo que las aplicaciones de usuario se ejecuten, con la menor cantidad de intrusión por parte del sistema operativo, en el resto de los procesadores. De esta forma, el kernel deja de ser un proveedor pasivo de servicios para convertirse en un proceso activo del sistema, y la separación física de procesos de usuario con respecto a threads del kernel evita incurrir en el overhead necesario para implementar el modelo usuario/kernel. Esta tesis pretende continuar en esta línea de investigación, estudiando la forma de adaptar el kernel Linux a los altos requerimientos de procesamiento de red a los que estarán expuestos los servidores, dispositivos de red y estaciones de trabajo en un futuro cercano. Para lograr este objetivo, se estudia en profundidad el codiseño hardware/software del subsistema de red en un servidor con placas de red gigabit Ethernet, arquitectura SMP y el kernel Linux 2.6. También se hacen pruebas de performance y profiling del modelo actual de procesamiento de paquetes para compararlo con el prototipo propuesto más adelante. Complementando este trabajo, se analizan los problemas mencionados anteriormente y algunas soluciones propuestas por diversos grupos académicos y del ámbito industrial. En éste último entorno, el caso que destaca del resto es la nueva tecnología que está siendo desarrollada por Intel, denominada I/O Acceleration Technology, que utiliza varios de los conceptos mencionados en los trabajos citados anteriormente. Finalmente, se propone una modificación al subsistema de red del kernel Linux 2.6 sobre máquinas SMP, basándose en las ideas más recientes relacionadas con la evolución de los kernels. De esta forma, se logra evaluar el efecto de hacer un uso asimétrico de los procesadores en una máquina SMP, asignando un procesador, o un subconjunto de ellos, de manera exclusiva al procesamiento de red.
publishDate 2007
dc.date.none.fl_str_mv 2007
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
info:eu-repo/semantics/acceptedVersion
Tesis de grado
http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
info:ar-repo/semantics/tesisDeGrado
format bachelorThesis
status_str acceptedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/3953
url http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/3953
dc.language.none.fl_str_mv spa
language spa
dc.rights.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/
Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 2.5 Argentina (CC BY-NC-ND 2.5)
eu_rights_str_mv openAccess
rights_invalid_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/
Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 2.5 Argentina (CC BY-NC-ND 2.5)
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:SEDICI (UNLP)
instname:Universidad Nacional de La Plata
instacron:UNLP
reponame_str SEDICI (UNLP)
collection SEDICI (UNLP)
instname_str Universidad Nacional de La Plata
instacron_str UNLP
institution UNLP
repository.name.fl_str_mv SEDICI (UNLP) - Universidad Nacional de La Plata
repository.mail.fl_str_mv alira@sedici.unlp.edu.ar
_version_ 1844615747039395840
score 13.070432

Publicaciones similares