| 講演名 | 2011-10-20 ソフトウェアエミュレーションによるTCP/IPプロトコロ各処理のオフローディング効果計測手法(TCP/IP,プロトコル,ルーチング,ネットワーク管理,認証/ID管理及び一般) 森下 翔太, 西島 孝通, 大崎 博之, 横井 伸浩, 仲川 和志, 小日向 宣昭, 今瀬 真, |
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| 抄録(和) | 主にハイエンド向けのシステムを対象として、プロトコル処理の一部をハードウェア化することによりプロトコル処理を高速化する、TOE(TCP/IPオフロードエンジン)が注目され、さまざまな製品がすでに実用化されている。TOEの有効性を評価した研究は数多く存在するが、TCP/IPのプロトコル処理を、ソフトウェアおよびハードウェアでどのように分担すべきか、またその時にどの程度の性能向上が得られるかは十分に検討されていない。そこで本稿では、TCP/IPプロトコルスタックにおけるさまざまな処理をソフトウェアでエミュレートすることにより、TCP/IPプロトコル各処理のオフローディング効果を計測する手法VOSE(Virtual Offloading with Software Emulation)を提案する。VOSEでは、プロトコル処理の対称性を利用し、プロトコル処理の整合性を維持した形で処理の一部をバイパスすることにより、プロトコル各処理の疑似的なオフローディングを可能とする。さらに本稿では、LinuxカーネルのTCP/IPプロトコルスタックのチェックサム計算に対して、提案するソフトウェアエミュレーションによる計測手法VOSEを適用し、VOSEのエミュレーション精度を評価した。その結果、VOSEにより、TCPチェックサム計算をハードウェアオフローディングした場合の送信側ホストおよび受信側ホストにおけるCPU負荷の軽減と、その結果得られるエンド-エンド性能の向上を正確に推定することが可能であることがわかった。 |
| 抄録(英) | TOE (TCP/IP Offload Engine) is a hardware accelerator for TCP/IP protocol processing in an end system, which performs heavy protocol processing with its dedicated hardware. Many TOE devices have been developed and widely installed at, in particular, high-end systems. However, although there exist several literatures that analyzed the effectiveness of TOE devices, there still remains open issues on TOE devices; for instance, it has not been clarified which part of TCP/IP protocol processing should be performed with either hardware or software, and how the end-to-end performance of the TCP/IP protocol affected by the introduction of a TOE device. In this paper, we therefore propose VOSE (Virtual Offloading with Software Emulation), which is a technique for measuring the performance improvement of the TCP/IP protocol with different types of TOE devices. VOSE enables virtual offloading without requiring a hardware TOE device by emulating TOE processing (i.e., nearly bypassing software protocol processing) on both source and destination end hosts. The accuracy of virtual offloading with VOSE is extensively examined in terms of end-to-end performance and CPU processing overhead. Specifically, we apply VOSE to the TCP checksum in the Linux kernel, and compare the performances and the processing overheads in a hardware offloading with a dedicated TOE and a virtual offloading with VOSE. Our experimental results demonstrate very high accuracy of a virtual offloading with VOSE. |
| キーワード(和) | ハードウェアオフローディング / TOE(TCP/IP Offload Engine) / ソフトウェアエミュレーション / ネットワーク性能 |
| キーワード(英) | Hardware Offloading / TOE(TCP/IP Offload Engine) / Software Emulation / Network Performance |
| 資料番号 | IN2011-79 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | IN |
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| 開催期間 | 2011/10/13(から1日開催) |
| 開催地（和） | |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
| 委員長氏名（英） | |
| 副委員長氏名（和） | |
| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | |
| 幹事氏名（英） | |
| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Information Networks (IN) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | ソフトウェアエミュレーションによるTCP/IPプロトコロ各処理のオフローディング効果計測手法(TCP/IP,プロトコル,ルーチング,ネットワーク管理,認証/ID管理及び一般) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | VOSE: Virtual Offloading with Software Emulation for Estimating Performance Improvement with TCP/IP Protocol Offloading |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | ハードウェアオフローディング / Hardware Offloading |
| キーワード(2)（和/英） | TOE(TCP/IP Offload Engine) / TOE(TCP/IP Offload Engine) |
| キーワード(3)（和/英） | ソフトウェアエミュレーション / Software Emulation |
| キーワード(4)（和/英） | ネットワーク性能 / Network Performance |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 森下 翔太 / Yota MORISHITA |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 大阪大学大学院情報科学研究科 Graduate School of Information Science and Technology, Osaka University |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 西島 孝通 / Takamichi NISHIJIMA |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 大阪大学大学院情報科学研究科 Graduate School of Information Science and Technology, Osaka University |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 大崎 博之 / Hiroyuki OHSAKI |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 大阪大学大学院情報科学研究科 Graduate School of Information Science and Technology, Osaka University |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 横井 伸浩 / Nobuhiro YOKOI |
| 第 4 著者 所属（和/英） | (株)日立製作所横浜研究所 Yokohama Laboratory, Hitachi, Ltd. |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 仲川 和志 / Kazushi NAKAGAWA |
| 第 5 著者 所属（和/英） | (株)日立製作所横浜研究所 Yokohama Laboratory, Hitachi, Ltd. |
| 第 6 著者 氏名（和/英） | 小日向 宣昭 / Nobuaki KOHINATA |
| 第 6 著者 所属（和/英） | (株)日立製作所横浜研究所 Yokohama Laboratory, Hitachi, Ltd. |
| 第 7 著者 氏名（和/英） | 今瀬 真 / Makoto IMASE |
| 第 7 著者 所属（和/英） | 大阪大学大学院情報科学研究科 Graduate School of Information Science and Technology, Osaka University |
| 発表年月日 | 2011-10-20 |
| 資料番号 | IN2011-79 |
| 巻番号（vol） | vol.111 |
| 号番号（no） | 245 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | |