Solución de BPF/XDP adaptable en tiempo de ejecución en el kernel para UPF 5G
Autores: Navarro do Amaral, Thiago A.; Rosa, Raphael V.; Moura, David F. Cruz; Esteve Rothenberg, Christian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Solución de BPF/XDP adaptable en tiempo de ejecución en el kernel para UPF 5G
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Flexibilidad
Softwarización
5g
BPF
XDP
Latencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 50
Citaciones: Sin citaciones
La flexibilidad se considera una característica clave de la softwarización 5G para ofrecer una respuesta oportuna a los cambios en los requisitos de la red que pueden ser causados por la variación del tráfico, la movilidad del usuario, las cadenas de funciones de red dinámicas, las operaciones de gestión del ciclo de vida de las rebanadas, entre otros. En este artículo, evolucionamos el proyecto de código abierto proponiendo un nuevo diseño para mejorar su flexibilidad al reducir el tiempo de adaptación en tiempo de ejecución. El proyecto propone una solución en el kernel basada en BPF y eXpress Data Path (XDP) para implementaciones de la Función del Plano de Usuario (UPF) 5G. La compilación Just-In-Time (JIT) puede tener un gran impacto en el tiempo de adaptación debido a la verificación en tiempo de ejecución de los programas BPF en el kernel. Nuestros resultados muestran mejoras en la latencia de alrededor del 95% para inyectar el programa BPF en el kernel de Linux. Además, la solución mantiene las mismas funcionalidades y ofrece un rendimiento de procesamiento de paquetes de alrededor de 10-11 Mpps utilizando 6 núcleos con casi un 70% de utilización de la CPU en direcciones de enlace descendente/enlace ascendente.
Descripción
La flexibilidad se considera una característica clave de la softwarización 5G para ofrecer una respuesta oportuna a los cambios en los requisitos de la red que pueden ser causados por la variación del tráfico, la movilidad del usuario, las cadenas de funciones de red dinámicas, las operaciones de gestión del ciclo de vida de las rebanadas, entre otros. En este artículo, evolucionamos el proyecto de código abierto proponiendo un nuevo diseño para mejorar su flexibilidad al reducir el tiempo de adaptación en tiempo de ejecución. El proyecto propone una solución en el kernel basada en BPF y eXpress Data Path (XDP) para implementaciones de la Función del Plano de Usuario (UPF) 5G. La compilación Just-In-Time (JIT) puede tener un gran impacto en el tiempo de adaptación debido a la verificación en tiempo de ejecución de los programas BPF en el kernel. Nuestros resultados muestran mejoras en la latencia de alrededor del 95% para inyectar el programa BPF en el kernel de Linux. Además, la solución mantiene las mismas funcionalidades y ofrece un rendimiento de procesamiento de paquetes de alrededor de 10-11 Mpps utilizando 6 núcleos con casi un 70% de utilización de la CPU en direcciones de enlace descendente/enlace ascendente.