資源集約時における低遅延通信のためのSmartNICを活用したスケジューリング支援

• Item type: SIG Technical Reports(1)
• 公開日: 2024-05-23
• タイトル: 資源集約時における低遅延通信のためのSmartNICを活用したスケジューリング支援
• 言語: jpn
• キーワード / 主題Scheme: Other
• キーワード / 主題: 仮想化
• 資源タイプ / 資源タイプ識別子: http://purl.org/coar/resource_type/c_18gh
• 資源タイプ: technical report
• 著者所属: 慶應義塾大学
• 著者所属: 慶應義塾大学
• 著者所属: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 著者所属: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 著者所属: 慶應義塾大学
• 著者名: 相馬, 大地; 石黒, 健太; 深井, 貴明; 広渕, 崇宏; 河野, 健二
• 論文抄録 / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録 / 内容記述: 仮想化による資源の集約は，クラウドやエッジなどのマルチテナント環境では広く用いられている．資源の集約により，その利用効率は著しく向上するものの，ハイパーバイザの介入によりその性能は一般的に低下する．特にレイテンシ重視のサービスにおいては，仮想化に伴う大きな通信遅延に対処する必要がある．そのため，ハイパーバイザによる通信の仲介を回避する SR-IOV や Posted Interrupt といったハードウェア支援が利用されている．本論文では，集約の多重度が高まると，これらの支援技術を用いてもレイテンシが著しく増大することを示す．その原因は，ゲストのネットワーク処理にハイパーバイザが介在しないため，パケットの受信状況に応じて仮想マシンをスケジューリングできないためである．パケットの受信状況に応じたスケジューリングを可能にするため，SmartNIC にスケジューリング機能の一部を委譲し，パケット受信時にハイパーバイザのスケジューラをキックする手法を提案する．SmartNIC は SR-IOV と Posted Interrupt をサポートしているため，パケットの送受信そのものにはハイパーバイザが介在しないにもかかわらず，仮想マシンの再スケジュールが必要な時にはスケジューラが起動されるようになる．この仕組みを Linux 5.15.0, BlueField-2 MBF2H332A-AEEOT 上に実装したところ，三つの仮想 CPU を一つの物理 CPU に集約した場合でも p99 レイテンシを 0.18ms に抑えることができた（SR-IOV と Posted Interrupt を併用した場合は 23.9ms）．
• 書誌レコードID / 収録物識別子タイプ: NCID
• 書誌レコードID / 収録物識別子: AN10444176
• 書誌情報: 研究報告システムソフトウェアとオペレーティング・システム（OS）; 巻 2024-OS-163, 号 4, p. 1-6, 発行日 2024-05-23
• ISSN / 収録物識別子タイプ: ISSN
• ISSN / 収録物識別子: 2188-8795
• Notice: SIG Technical Reports are nonrefereed and hence may later appear in any journals, conferences, symposia, etc.
• 出版者 / 言語: ja
• 出版者: 情報処理学会