PIaFFE: A Place-as-you-go In-network Framework for Flexible Embedding at programmable network interfaces
Nome: DIEGO ROSSI MAFIOLETTI
Tipo: Tese de doutorado
Data de publicação: 21/10/2022
Orientador:
Nome |
Papel |
|---|---|
| MAGNOS MARTINELLO | Orientador |
Banca:
| Nome |
Papel |
|---|---|
| CRISTIANO BONATO BOTH | Examinador Externo |
| FÁBIO LUCIANO VERDI | Examinador Externo |
| MAGNOS MARTINELLO | Orientador |
| PAOLO GIACCONE | Examinador Externo |
| VINICIUS FERNANDES SOARES MOTA | Examinador Interno |
Resumo: Apesar de os middle-boxes de hardware serem parte integrante das modernas redes empresariais e de
telecomunicações, eles geralmente são proprietários, têm pouca ou nenhuma programabilidade e quando existe,
esta programabilidade é restrita às funções tradicionais de rede, como firewall, NAT e outras. Além disso, eles são
difíceis de integrar verticalmente com outros elementos de processamento de pacotes, um ecossistema fechado e
inflexível explica em parte o alto capital e despesas operacionais incorridas pelas operadoras de rede. Isso levou ao
movimento de virtualização da função de rede, que propõe desagregar as funções de rede fortemente acopladas e
middle-box de hardware e implantar funções de rede virtual em servidores de commodity, prometendo reduzir
CAPEX consolidando várias funções de rede no mesmo hardware, e reduzir OPEX habilitando fornecimento flexível
de
serviços sob demanda.
Assim, há espaço para explorar esse mercado usando programabilidade de rede de última geração. In-Network
Computing (INC) é um campo promissor que visa explorar as capacidades de dispositivos de rede programáveis,
como ASICs de switch programáveis e placas de interface de rede programáveis (SmartNICs), para descarregar a computação do hardware integrado para a rede. Com isso, uma nova funcionalidade habilitadora pode ser alcançada
usando um arcabouço coordenado e bem definido para entregar aos aplicativos a liberdade de controlar não apenas
os comportamentos relacionados à rede, mas também usar a rede como uma facilidade de descarregamento,
aumentando a expressividade e o uso dos recursos presente em dispositivos de rede programáveis. A tese apresenta
uma nova proposta de estrutura para prototipagem e implementação de computação em rede usando várias
técnicas para selecionar e direcionar o fluxo de dados entre aplicativos de software e hardware. Um arcabouço
(PIaFFE) que usa a linguagem P4 para decompor e implantar funções de rede virtual (VNFs) em pequenas funções de
rede incorporadas (eNFs) em processadores em rede é criada, desenvolvida, implantada e avaliada para permitir a
incorporação flexível de aplicativos de rede. A expressividade do PIaFFE é demonstrada por meio de casos de uso de
vários domínios, desde microaplicações e abordagens de virtualização de funções de rede até redes ópticas passivas
e tecnologias de robótica em nuvem, deslocando o descarregamento e processamento de tráfego de rede entre o
software e os dispositivos de rede de forma automatizada, reduzindo latência de rede e uso de CPU em servidores
comuns, além de aumentar a taxa de transferência.
