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[학술저널]

커널 레벨의 메모리 최적화를 통한 가상 스위치 포워딩 성능 향상 기법

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커널 레벨의 메모리 최적화를 통한 가상 스위치 포워딩 성능 향상 기법

Boosting the Forwarding Performance of Virtual Switches through Kernel-level Memory Optimization

최흥식(삼성전자) 이경운(고려대학교) 유혁(고려대학교)

DOI : 10.5626/JOK.2018.45.6.511

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초록

가상 스위치는 리눅스 커널 네트워크 스택을 이용하여 복수의 가상머신 또는 컨테이너에 네트워크 자원을 활용할 수 있도록 한다. 또한, 가상머신이 동작하는 클라우드 수요 상승에 따라 많은 종류의 가상 스위치가 등장했고, 여러 가지 기능들을 제공하고 있다. 하지만 기존의 가상 스위치와 리눅스 커널네트워크 스택의 비효율적인 처리 방식으로 인하여 높은 대역폭을 요구 사항의 경우 만족할 수 없다. 이러한 문제를 해결하기 위해 기존의 커널 네트워크 스택이 아닌 유저 영역의 독자적 네트워크 스택을 이용한 해결방식으로 다양한 연구들이 진행됐지만, 재구현 오버헤드, 견고함(Robustness) ・보안성(Security) 및 과도한 메모리 사용 등 여러 가지 문제가 존재한다. 따라서 본 논문은 커널 영역의 최적화를 통해 효율적인 네트워크 처리를 도모하며 기존 연구 방식의 한계도 동시에 극복하기 위한 기법을 제시한다. 그리고, 실험 평가 및 향후 연구 진행 방향을 제시한다.

A virtual switch enables network resources to be utilized by a wide range of virtual machines or containers. Many types of virtual switches have been developed to offer a variety of functions. However, due to the inefficient processing of existing virtual switches and the Linux networking stack, current high bandwidth requirements cannot be met. To solve this problem, various studies have been carried out to propose a method using a unique networking stack in a user-level rather than an existing kernel. However, various problems still exist such as reimplementation overhead, relatively low security, excessive memory usage, etc. This paper proposes kernel-level optimization techniques to improve network processing of the kernel networking stack as well as to overcome the limitations of existing techniques.

목차

요약
Abstract
1. 서론
2. 관련 연구
3. 설계 및 구현
4. 실험 및 평가
5. 향후 연구 방향
References

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