Δυναμική Τοποθέτηση Εικονοποιημένων Δικτυακών Λειτουργιών Σε Πολυεπεξεργαστικά NUMA Συστήματα

Abstract

Η ανάπτυξη προϊόντων στον κλάδο των τηλεπικοινωνιών παραδοσιακά ακολουθούσε αυστηρά πρότυπα σταθερότητας, συμβατότητας και ποιότητας γεγονός που οδηγούσε σε μεγάλους κύκλους ανάπτυξης, αργούς ρυθμούς προόδου και εξάρτηση από ιδιόκτητο ή εξειδικευμένο υλικό (4). Για την επιτάχυνση του ρυθμού ανάπτυξης νέων τηλεπικοινωνιακών υπηρεσιών οι πάροχοι στράφηκαν προς την Εικονικοποίηση Δικτυακών Λειτουργιών (6), μία αρχιτεκτονική δικτύου που εξομοιώνει τα απαραίτητα δομικά συστατικά του δικτύου βασιζόμενη σε παραδοσιακές τεχνικές εικονικο- ποίησης. Έτσι μπορεί να δημιουργηθεί μια τηλεπικοινωνιακή υπηρεσία η οποία αποτελείται από επιμέρους εικονοποιημένες δικτυακές λειτουργίες. Η συγκεκριμένη διπλωματική εργασία εξετάζει διάφορα σενάρια διασύνδεσης τέτοιων λειτουργιών στα οποία εμφανίζεται μείωση της απόδοσης, λόγω μη αποδοτικής τοποθέτησης τους στο υλικό. Αυτό συμβαίνει διότι στα σύγχρονα πολυεπε- ξεργαστικά συστήματα ο χρόνος που η κάθε επεξεργαστική μονάδα επικοινωνεί με τις υπόλοιπες διαφέρει. Οι εικονικές λειτουργίες συνδεδεμένες η μία με την άλλη σχηματίζουν αλυσίδες έτσι ώστε κάθε αλυσίδα να αποτελεί μια τηλεπικοινωνιακή υπηρεσία και σε έναν εξυπηρετητή ενός τηλεπι- κοινωνιακού παρόχου ζουν πολλές τέτοιες αλυσίδες ταυτόχρονα. Το πρόβλημα εμφανίζεται όταν η τοποθέτηση αυτών των αλυσίδων συμβαίνει μία φορά, κατά την εκκίνηση τους χωρίς να υπάρχει η δυνατότητα αυτοματοποιημένης επανατοποθέτησης τους στον υπόλοιπο κύκλο της ζωής τους. Μπορεί η αρχική τοποθέτηση την χρονική στιγμή που συμβαίνει να είναι η αποδοτικότερη, όσον αφορά την επικοινωνία των λειτουργιών μεταξύ τους, κάτι που μεταφράζεται στο ότι βρίσκονται σε ”γειτονικούς” επεξεργαστές. Όμως η κίνηση μεταξύ των λειτουργιών είναι δυναμική και χωρίς δυναμική τοποθέτηση εύκολα καταλήγουμε σε περιπτώσεις όπου αλυσίδες με έντονη δικτυακή κί- νηση έχουν τις επιμέρους λειτουργίες τους τοποθετημένες σε ”μη γειτονικούς” επεξεργαστές, ενώ άλλες αλυσίδες με λιγότερη ή και καθόλου δικτυακή κίνηση βρίσκονται σε ευνοϊκότερη τοποθέ- τηση. Όπως αποδεικνύεται απο τη συγκεκριμένη εργασία ένα τέτοιο σενάριο μπορεί να έχει μεγάλη επίπτωση στην απόδοση μιας τηλεπικοινωνιακής υπηρεσίας, ειδικά αν μιλάμε για υπηρεσία που ειναι latency critical. Σκοπός της συγκεκριμένης εργασίας είναι η ανάπτυξη ενός αλγορίθμου ο οποίος τοποθετεί τις αλυσίδες που βρίσκονται μέσα σε ένα σύστημα, δυναμικά, ανάλογα με την δικτυακή κίνηση που έχει η καθεμία, σε όλη τη διάρκεια της ζωής τους. Τα αποτελέσματα της πειραματικής αξιόλογησης αυτού του αλγορίθμου αποδεικύονται ιδιαίτερα ενδιαφέροντα, αφού παρουσιάζουν σημαντική μείωση της καθυστέρησης στην επικοινωνία αλλά και των drop rates μεταξύ των εικονικών λειτουργιών στα σενάρια όπου εμφανιζόταν πρόβλημα.