Δυναμική τοποθέτηση εικονοποιημένων δικτυακών λειτουργιών σε πολυεπεξεργαστικά NUMA συστήματα

Αποστολόπουλος, Βασίλειος Νικόλαος; Apostolopoulos, Vasileios Nikolaos

dc.contributor.author	Αποστολόπουλος, Βασίλειος Νικόλαος	el
dc.contributor.author	Apostolopoulos, Vasileios Nikolaos	en
dc.date.accessioned	2021-03-18T07:15:46Z
dc.date.available	2021-03-18T07:15:46Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/53083
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.20781
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/gr/	*
dc.subject	Αλγόριθμος δυναμικής τοποθέτησης	el
dc.subject	Eικονικοποίηση δικτυακών λειτουργιών	el
dc.subject	Εικονικές λειτουργίες δικτύου	el
dc.subject	Πλαίσια διαχείρισης και ενορχήστρωσης της εικονικοποίησης δικτυακών λειτουργιών	el
dc.subject	Μη ομοιόμορφη πρόσβαση στη μνήμη,	el
dc.subject	NFV	en
dc.subject	VNF	en
dc.subject	NFVO	en
dc.subject	NUMA	en
dc.subject	VPP	en
dc.title	Δυναμική τοποθέτηση εικονοποιημένων δικτυακών λειτουργιών σε πολυεπεξεργαστικά NUMA συστήματα	el
dc.contributor.department	Τομέας Τεχνολογίας Πληροφορικής και Υπολογιστών. Εργαστήριο Υπολογιστικών Συστημάτων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Υπολογιστικά συστήματα	el
heal.classification	Πληροφορική	el
heal.classification	Δίκτυα	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-03-11
heal.abstract	Η ανάπτυξη προϊόντων στον κλάδο των τηλεπικοινωνιών παραδοσιακά ακολουθούσε αυστηρά πρότυπα σταθερότητας, συμβατότητας και ποιότητας γεγονός που οδηγούσε σε μεγάλους κύκλους ανάπτυξης, αργούς ρυθμούς προόδου και εξάρτηση από ιδιόκτητο ή εξειδικευμένο υλικό (4). Για την επιτάχυνση του ρυθμού ανάπτυξης νέων τηλεπικοινωνιακών υπηρεσιών οι πάροχοι στράφηκαν προς την Εικονικοποίηση Δικτυακών Λειτουργιών (6), μία αρχιτεκτονική δικτύου που εξομοιώνει τα απαραίτητα δομικά συστατικά του δικτύου βασιζόμενη σε παραδοσιακές τεχνικές εικονικο- ποίησης. Έτσι μπορεί να δημιουργηθεί μια τηλεπικοινωνιακή υπηρεσία η οποία αποτελείται από επιμέρους εικονοποιημένες δικτυακές λειτουργίες. Η συγκεκριμένη διπλωματική εργασία εξετάζει διάφορα σενάρια διασύνδεσης τέτοιων λειτουργιών στα οποία εμφανίζεται μείωση της απόδοσης, λόγω μη αποδοτικής τοποθέτησης τους στο υλικό. Αυτό συμβαίνει διότι στα σύγχρονα πολυεπε- ξεργαστικά συστήματα ο χρόνος που η κάθε επεξεργαστική μονάδα επικοινωνεί με τις υπόλοιπες διαφέρει. Οι εικονικές λειτουργίες συνδεδεμένες η μία με την άλλη σχηματίζουν αλυσίδες έτσι ώστε κάθε αλυσίδα να αποτελεί μια τηλεπικοινωνιακή υπηρεσία και σε έναν εξυπηρετητή ενός τηλεπι- κοινωνιακού παρόχου ζουν πολλές τέτοιες αλυσίδες ταυτόχρονα. Το πρόβλημα εμφανίζεται όταν η τοποθέτηση αυτών των αλυσίδων συμβαίνει μία φορά, κατά την εκκίνηση τους χωρίς να υπάρχει η δυνατότητα αυτοματοποιημένης επανατοποθέτησης τους στον υπόλοιπο κύκλο της ζωής τους. Μπορεί η αρχική τοποθέτηση την χρονική στιγμή που συμβαίνει να είναι η αποδοτικότερη, όσον αφορά την επικοινωνία των λειτουργιών μεταξύ τους, κάτι που μεταφράζεται στο ότι βρίσκονται σε ”γειτονικούς” επεξεργαστές. Όμως η κίνηση μεταξύ των λειτουργιών είναι δυναμική και χωρίς δυναμική τοποθέτηση εύκολα καταλήγουμε σε περιπτώσεις όπου αλυσίδες με έντονη δικτυακή κί- νηση έχουν τις επιμέρους λειτουργίες τους τοποθετημένες σε ”μη γειτονικούς” επεξεργαστές, ενώ άλλες αλυσίδες με λιγότερη ή και καθόλου δικτυακή κίνηση βρίσκονται σε ευνοϊκότερη τοποθέ- τηση. Όπως αποδεικνύεται απο τη συγκεκριμένη εργασία ένα τέτοιο σενάριο μπορεί να έχει μεγάλη επίπτωση στην απόδοση μιας τηλεπικοινωνιακής υπηρεσίας, ειδικά αν μιλάμε για υπηρεσία που ειναι latency critical. Σκοπός της συγκεκριμένης εργασίας είναι η ανάπτυξη ενός αλγορίθμου ο οποίος τοποθετεί τις αλυσίδες που βρίσκονται μέσα σε ένα σύστημα, δυναμικά, ανάλογα με την δικτυακή κίνηση που έχει η καθεμία, σε όλη τη διάρκεια της ζωής τους. Τα αποτελέσματα της πειραματικής αξιόλογησης αυτού του αλγορίθμου αποδεικύονται ιδιαίτερα ενδιαφέροντα, αφού παρουσιάζουν σημαντική μείωση της καθυστέρησης στην επικοινωνία αλλά και των drop rates μεταξύ των εικονικών λειτουργιών στα σενάρια όπου εμφανιζόταν πρόβλημα.	el
heal.sponsor	Product development within the telecommunication industry has traditionally followed strict standards for stability, compatibility and quality, leading to long product cycles, a slow pace of de- velopment and reliance on proprietary or specific hardware. To accelerate the pace of development of new telecommunication services, providers have turned to Network Function Virtualization, a network architecture that simulates the essential network components based on traditional virtual- ization techniques. Thus, a telecommunication service can be created which consists of individual virtual network functions. This dissertation examines various scenarios of interconnection of such functions in which performance decreases, due to their inefficient hardware placement. This hap- pens because in modern multiprocessing systems cpu to cpu communication latency varies. Virtual network functions connect to each other forming chains, many of which, hosted simultaneously at a provider’s server. Issues arise when the placement of these chains occurs once, at startup, without the possibility of automated re-positioning for the rest of their life cycle. The initial placement at the time of occurrence may be the most efficient in terms of inner function communication, which translates to the fact that they are placed in ”neighboring” processors. However, traffic between the functions is dynamic, and without dynamic placement we easily end up in cases where chains with intense network traffic have their individual functions placed in ”non-adjacent” processors, while others with less or no network traffic at all are in a more favorable placement. As shown by this work, such a scenario can have major impact on the performance of a telecommunication ser- vice, especially on a latency critical one. The purpose of this thesis is to develop an algorithm that places virtual network function chains within a system, dynamically, depending on the network traffic each of them has, throughout their life cycle. The results of the experimental evaluation of this algorithm prove to be particularly interesting, as they show a significant reduction in terms of communication latency and drop rates between virtual network functions in scenarios where such problems occurred.	en
heal.advisorName	Goumas, Georgios	en
heal.advisorName	Γκούμας, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Goumas, Georgios	en
heal.committeeMemberName	Koziris, Nectarios	en
heal.committeeMemberName	Γκούμας, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Κοζύρης, Νεκτάριος	el
heal.committeeMemberName	Πνευματικάτος, Διονύσιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Τεχνολογίας Πληροφορικής και Υπολογιστών. Εργαστήριο Υπολογιστικών Συστημάτων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	56 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false