Aceleração de aplicações sensíveis a atrasos em ambientes virtualizados

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)