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http://hdl.handle.net/1843/80425| Type: | Tese |
| Title: | eBPFlow: a Hardware/Software Platform to Seamlessly Offload Network Functions Leveraging eBPF |
| Other Titles: | eBPFlow: uma plataforma de hardware/software para descarregar funções de rede de forma transparente, alavancando o eBPF |
| Authors: | Racyus Delano Garcia Pacífico |
| First Advisor: | Marcos Augusto Menezes Vieira |
| First Co-advisor: | José Augusto Miranda Nacif |
| First Referee: | Luiz Filipe Menezes Vieira |
| Second Referee: | Ítalo Fernando Scotá Cunha |
| Third Referee: | Fábio Luciano Verdi |
| metadata.dc.contributor.referee4: | Ronaldo Alves Ferreira |
| Abstract: | Network Functions Virtualization (NFV) and Software-Defined Networking (SDN) enable flexibility and programmability at the data plane. In addition, offloading packet processing to a hardware saves processing resources to compute other workloads. However, fulfilling requirements such as high throughput and low latency with a flexible and programmable data plane is challenging. This thesis proposes eBPFlow, a platform for seamlessly accelerating network computation. It builds upon eBPF (extended Berkeley Packet Filter). eBPFlow combines flexibility and programmability in software with high performance using an FPGA. We implemented our system on the NetFPGA SUME, performing tests on a physical testbed. We built a range of NFs, including LPM forwarding, DDoS mitigation, stateful firewall, deep packet inspection, and application layer packet classifier. Our results show that the eBPFlow supports offloading of NFs with throughput at the line rate, latency between 20 µs and 40 µs, communication with host, and consumption of 22 W. Moreover, eBPFlow processes 12.05 Mpps more than the kernel. eBPFlow has a throughput of 2.59 Gbps higher than the hXDP, a system similar to eBPFlow. |
| Abstract: | Virtualização de funções de rede (NFV) e redes definidas por software (SDN) habilitam flexibilidade e programabilidade no plano de dados. Offloading do processamento de pacotes em hardware minimiza o uso de núcleos de processamento. No entanto, cumprir requisitos atuais, como alta vazão e baixa latência combinados com offloading de funções de rede (NFs) com um plano de dados flexı́vel e programável, ainda é uma tarefa desafiadora. Este trabalho propõe o eBPFlow, uma plataforma para acelerar a computação da rede. Ele baseia-se no eBPF, combinando flexibilidade e capacidade de programação em software com alto desempenho usando uma FPGA. O eBPFlow foi implementado na NetFPGA SUME. Experimentos com NFs foram realizados em um ambiente fı́sico. Nossos resultados mostram que o eBPFlow suporta aceleração de NFs com vazão em taxa de linha, latência entre 20 µs e 40 µs, consumindo pouca energia 22 W. Além disso, o eBPFlow processa 12.05 Mpps mais que o kernel. Ele tem uma vazão de 2.59 Gbps maior que o hXDP, um sistema similar ao eBPFlow. |
| Subject: | Computação – Teses Arquitetura de redes de computador – Teses Linux (Sistema operacional de computador) – Teses Compiladores (Programas de computador) – Teses |
| language: | eng |
| metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| metadata.dc.publisher.department: | ICX - DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO |
| metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação |
| Rights: | Acesso Aberto |
| metadata.dc.rights.uri: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/pt/ |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/80425 |
| Issue Date: | 26-Oct-2023 |
| Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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