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Tesi etd-04272012-222743


Thesis type
Tesi di dottorato di ricerca
Author
CARBONE, MARTA
URN
etd-04272012-222743
Title
Strumenti di analisi e ottimizzazione delle prestazioni dei protocolli di comunicazione in sistemi operativi general purpose
Settore scientifico disciplinare
ING-INF/05
Corso di studi
INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE
Commissione
tutor Prof. Rizzo, Luigi
relatore Prof. Dini, Gianluca
Parole chiave
  • network performance
  • netmap
  • ottimizzazione
  • dummynet
  • testbed
Data inizio appello
24/05/2012;
Consultabilità
completa
Riassunto analitico
Il bisogno di mezzi di comunicazione sempre piu` veloci e performanti richiede uno sviluppo continuo dell&#39;intera struttura di comunicazione. Il potenziamento e la diversificazione dei dispositivi hardware dedicati allo scambio di dati e` sicuramente di fondamentale importanza nel migliorare le prestazioni di rete, ma non basta se ci sono delle inefficienze in altre parti del sistema. Purtroppo all&#39;innovazione degli strumenti fisici non sempre corrisponde una ristrutturazione dell&#39;architettura software, con il risultato di prestazioni sub ottimali anche con l&#39;uso delle ultime innovazioni tecnologiche.<br><br>Gli argomenti di ricerca discussi in questa tesi affrontano i problemi legati alle inefficienze che il software puo` introdurre in un sistema di comunicazione e l&#39;ottimizzazione delle risorse a disposizione, e in particolare riguardano: i) strumenti di validazione e ottimizzazione distribuiti e ii) un framework ottimizzato per l&#39;I/O dei pacchetti di rete.<br><br>I contributi di questo lavoro sono molteplici. Innanzitutto e` stata realizzata un&#39;estensione dell&#39;emulatore di rete &#34;dummynet&#34; in grado di supportare canali di comunicazione tempo varianti. La possibilita` di poter emulare un ritardo variabile apre la strada alla validazione di numerose applicazioni, in particolare gli ormai diffusi link wireless, o di emulare il comportamento di nuove tecnologie delle quali non si ha a disposizione il dispositivo hardware, ma si conosce il protocollo di comunicazione.<br><br>Un ulteriore contributo e` stato l&#39;integrazione dell&#39;emulatore dummynet nel testbed di rete PlanetLab. Questo nuovo strumento permette di sfruttare tutti i vantaggi dell&#39;emulazione, senza perdere la possibilita` di eseguire gli esperimenti in condizioni realistiche, che costituisce uno dei principali vantaggi di un sistema di testbed distribuito.<br><br>Infine, l&#39;ultimo contributo ha riguardato l&#39;analisi del framework &#34;netmap&#34; per l&#39;ottimizzazione delle comunicazioni di rete e due casi di studio sull&#39;argomento: OpenVSwitch e Click. L&#39;integrazione della nuova libreria in tali strumenti ha fatto emergere come una semplice sostituzione della libreria libpcap con una versione ottimizzata permetta di raggiungere prestazioni notevoli, in particolare su OpenVSwitch si ottengono prestazioni da 780Kpps fino a 3Mpps, mentre con Click i miglioramenti vanno da 490Kpps a 3.95Mpps.<br><br>Il software realizzato comprende: l&#39;estensione dell&#39;emulatore dummynet al supporto di canali tempo varianti; il port dell&#39;emulatore dummynet su sistemi Linux (fino alla versione piu` recente 3.0) e Windows; le ottimizzazioni a dummynet in modo da poter ottenere delle buone prestazioni sul sistema multiutente PlanetLab e l&#39;integrazione del framework netmap su Click e OpenWSwitch tramite la libreria netmapcap.
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