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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2024-09-05 10:25 ［奨励講演］メッセージバッファの再設計による実CNFのキャッシュ効率化 ○山田歩人・川島龍太（名工大）・中山裕貴・林 經正（ボスコ・テクノロジーズ）・松尾啓志（名工大）  NS2024-76 |
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| 抄録 | （和） | Cloud-native Network Functions (CNFs) におけるパケット転送の基本性能は，汎用サーバの計算資源（具体的にはL1dキャッシュ）を極限まで活用できた場合，CPUコアあたりで150 Mpps以上にもおよぶ．仮想・コンテナ環境では，ホストーゲスト間でのパケット転送を担う仮想ネットワークI/Oが著しい性能低下を招き，DPDK (+vhost-user)を用いても，転送性能は20 Mpps程度に留まる．筆者らの先行研究では，L1Dキャッシュの効率的な活用を阻害する要因を調査し，メッセージバッファにおけるメタ情報領域の存在がその真因であると特定した．そこで，メタ情報領域中の不要なフィールドを排除し，キャッシュの利用効率を向上させる仕組みを考案したが，理想性能との差が依然として残っていた．本稿では，さらなる性能向上に向けて，メッセージバッファ構成を再考する．メタ情報領域のデカップリングと集約に基づく構成を評価した結果，パケット転送の基本性能は130 Mpps程度にまで上昇し，L1Dキャッシュのヒット率も99.8%に達した． |
| （英） | Cloud-native network functions (CNFs) can potentially forward packet streams at a speed of over 150 Mpps when computing resources (e.g., L1D cache usage) are extremely everaged.Virtual network I/O, inter-process communications between CNFs and the host, severely decreases the performance down to approximately 20 Mpps even with DPDK and vhost-user.In our previous work, we identified the metadata area in each message (packet) buffer was the true cause of the performance decrease. While we shrinked the area by removing unnecessary fields, the result still showed visible performance gap.In this paper, we revist the fundamental design of message buffers, and propose a decoupling-and-aggregating approach for metadata areas. Our evaluation result showed that the efficiency of packet forwarding was enhanced to 130 Mpps and achieved the hit ratio of 99.8%. | |
| キーワード | （和） | CNF / NFV / CPUキャッシュメモリ / クラウドネイティブ / 6G / / / |
| （英） | CNF / NFV / CPU cache memory / Cloud-native / 6G / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 124, no. 179, NS2024-76, pp. 6-11, 2024年9月. | |
| 資料番号 | NS2024-76 | |
| 発行日 | 2024-08-29 (NS) | |
| ISSN | Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | NS2024-76 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | NS IN CS NV |
| 開催期間 | 2024-09-05 - 2024-09-06 |
| 開催地（和） | 東北大学 電気通信研究所 + オンライン開催 |
| 開催地（英） | Tohoku University + Online |
| テーマ（和） | セッション管理(SIP・IMS)，相互接続技術/標準化，次世代・新世代・将来ネットワーク，クラウド/データセンタネットワーク，SDN(OpenFlow等)・NFV，IPv6，機械学習のネットワーク適用，一般 |
| テーマ（英） | Session management (SIP/IMS), Interoperability/Standardization, NGN/NwGN/Future networks, Cloud/Data center networks, SDN (OpenFlow, etc.)/NFV, IPv6, Machine learning, etc. |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | NS |
| 会議コード | 2024-09-IN-NS-CS-NV |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | メッセージバッファの再設計による実CNFのキャッシュ効率化 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Cache Optimization for Real CNF through Message Buffer Redesign |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | CNF / CNF |
| キーワード(2)（和/英） | NFV / NFV |
| キーワード(3)（和/英） | CPUキャッシュメモリ / CPU cache memory |
| キーワード(4)（和/英） | クラウドネイティブ / Cloud-native |
| キーワード(5)（和/英） | 6G / 6G |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 山田 歩人 / Ayuto Yamada / ヤマダ アユト |
| 第1著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学 (略称： 名工大) Nagoya Institute of Technology (略称： NITech) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 川島 龍太 / Ryota Kawashima / カワシマ リョウタ |
| 第2著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学 (略称： 名工大) Nagoya Institute of Technology (略称： NITech) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 中山 裕貴 / Hiroki Nakayama / ナカヤマ ヒロキ |
| 第3著者 所属（和/英） | 株式会社ボスコ・テクノロジーズ (略称： ボスコ・テクノロジーズ) BOSCO Technologies Inc. (略称： BOSCO) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） | 林 經正 / Tsunemasa HayashiI / ハヤシ ツネマサ |
| 第4著者 所属（和/英） | 株式会社ボスコ・テクノロジーズ (略称： ボスコ・テクノロジーズ) BOSCO Technologies Inc. (略称： BOSCO) |
| 第5著者 氏名（和/英/ヨミ） | 松尾 啓志 / Hiroshi Matsuo / マツオ ヒロシ |
| 第5著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学 (略称： 名工大) Nagoya Institute of Technology (略称： NITech) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2024-09-05 10:25:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | NS |
| 資料番号 | NS2024-76 |
| 巻番号（vol） | vol.124 |
| 号番号（no） | no.179 |
| ページ範囲 | pp.6-11 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2024-08-29 (NS) |
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