Aceleração de aplicações sensíveis a atrasos em ambientes virtualizados

• Processo: 23/00812-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2025
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Ciência da Computação - Sistemas de Computação
• Acordo de Cooperação: MCTI/MC
• Pesquisador responsável: Ronaldo Alves Ferreira
• Beneficiário: Ronaldo Alves Ferreira
• Instituição Sede: Faculdade de Computação. Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS). Campo Grande , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Italo Fernando Scotá Cunha
• Assunto(s): Redes de computadores Computação em nuvem Filtros adaptativos baseados em Kernel Ambiente virtual
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cloud Computing | Kernel Bypass | Microsecond Scale | Programmable NICs | transport protocols | Redes de Computadores

Resumo

Aplicações em nuvem são complexas e normalmente decompostas em microserviços que devem executar em baixíssimas latências para não impactarem seus desempenhos.Porém, microserviços geralmente executam em containers e incorrem em altas latências quando utilizam a pilha de protocolos de um sistema operacional (SO) de propósito geral como Linux. Trabalhos recentes lidam com esse problema de duas maneiras. Alguns procuram otimizar protocolos de transporte para se beneficiarem dos serviços e ferramentas oferecidos pelo SO, enquanto outros desenvolvem novas pilhas de protocolo que executam em espaço de usuário e usam técnicas de kernel bypass para evitar sobrecargas do SO. Entretanto, as duas abordagens ainda possuem várias lacunas que levam a desempenhos ruins e atrasos no processamento de requisições. Neste projeto abordaremos dois problemas fundamentais para suportar aplicações que são sensíveis a atrasos em ambientes virtualizados: (i) como parâmetros do protocolo de transporte interferem no desempenho de aplicações em ambientes virtualizados; e (ii) como diminuir a latência de aplicações em sistemas multicores que utilizam kernel bypass. Para o primeiro problema, investigaremos métodos para entender os efeitos dos parâmetros de protocolos de transporte legados, como TCP e QUIC, considerando requisitos de diferentes tipos de aplicação e diferentes cenários de rede. Para o segundo problema, iremos explorar e avaliar diferentes arquiteturas de pilha de protocolos que utilizam kernel bypass em servidores multicores, desenvolver algoritmos de escalonamento para sistemas que devem operar na casa de microsegundos e investigar como adaptadores de rede programáveis podem auxiliar na aceleração de aceleração de aplicações sensíveis a atrasos em ambientes virtualizados. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

CARVALHO, FABRICIO B.; FERREIRA, RONALDO A.; CUNHA, ITALO; VIEIRA, MARCOS A. M.; RAMANATHAN, MURALI K.. State Disaggregation for Dynamic Scaling of Network Functions. IEEE-ACM TRANSACTIONS ON NETWORKING, v. N/A, p. 15-pg., 2023-06-12. (15/24485-9, 20/05183-0, 23/00812-7, 14/50937-1)