Analyse und Umsetzung einer Filter-basierten Paketverarbeitungsmaschine für IP-Netzwerke Lehrstuhl für Systemarchitektur und Betriebssysteme Forschungs- und Lehreinheit XIII von Tobias Sandhaas System-Entwicklungs-Projekt

Gliederung Lehrstuhl für Systemarchitektur und Betriebssysteme Forschungs- und Lehreinheit XIII Motivation Analyse wichtiger Faktoren Design Zusammenfassung

Motivation Lehrstuhl für Systemarchitektur und Betriebssysteme Forschungs- und Lehreinheit XIII Entwicklung bei dem ISP netplace Telematic GmbH Notwendigkeit einer verbrauchsorientierten Abrechnung Erfassung des gesamten IP-Verkehrs an den Grenzen des Netzes Filter ermöglichen mehrfache Positionierung der Software Funktionsfähigkeit auch bei stark erhöhtem Datenaufkommen

Analyse wichtiger Faktoren Lehrstuhl für Systemarchitektur und Betriebssysteme Forschungs- und Lehreinheit XIII Oberste Anforderung ist die Korrektheit der Datenerfassung Die Testumgebung zur Bestimmung von Datenverlusten Verluste am Switch Verluste beim IP-Paket Sender Bestimmung und Bewertung beeinflussender Größen Software Betriebssystem Verluste an der "hardware queue" der Netzwerkkarte Verluste an der "input paketqueue" Verluste an der "receive queue"

Betriebssystem Lehrstuhl für Systemarchitektur und Betriebssysteme Forschungs- und Lehreinheit XIII

Messergebnisse Lehrstuhl für Systemarchitektur und Betriebssysteme Forschungs- und Lehreinheit XIII Basis Linux Standardkernel ohne Erweiterungen Linux Standardkernel mit low-latency und preemption patch FreeBSD Standardkernel 4.5 ohne Erweiterungen Ergebnisse bei einer "receive queue" von 64 kByte:

Messergebnisse Lehrstuhl für Systemarchitektur und Betriebssysteme Forschungs- und Lehreinheit XIII Linux Standardkernel mit unterschiedlichen "receive queues": Standardkernel mit 4MByte und erweiterter Kernel mit 64kByte "receive queue":

Design Lehrstuhl für Systemarchitektur und Betriebssysteme Forschungs- und Lehreinheit XIII Zu beachtende Punkte Die "receive queue" sollte erhöht werden Die Applikation sollte so gut es geht priorisiert werden Ein Multiprozessor System ist zu empfehlen Unterteilung in mehrere Prozesse Besonderheiten des Systems Kommunikation mittels "shared-memory" Synchronisation mittels Semaphoren Hash-Tabellen für den effizienten Zugriff Datenübergabe an Clientanwendungen mittels SNMP Erfasste Daten werden in eine Datenbank abgelegt

Struktureller Aufbau Lehrstuhl für Systemarchitektur und Betriebssysteme Forschungs- und Lehreinheit XIII

Zusammenfassung Lehrstuhl für Systemarchitektur und Betriebssysteme Forschungs- und Lehreinheit XIII Lückenlose und korrekte Datenerfassung Mehrmonatiger Probedurchlauf Im tatsächlichen Einsatz bei der netplace Telematic GmbH Problemlose Erweiterung um zusätzliche Features möglich