리눅스의 네트워크 I/O 대역폭 보장을 위한 네트워크 및 CPU 자원관리 기법

임인구; 김주호; 조중연; 진현욱; Yin-Goo Yim; Jooho Kim; Joong-Yeon Cho; Hyun-Wook Jin

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정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 (KIISE Transactions on Computing Practices)

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한글제목(Korean Title)	리눅스의 네트워크 I/O 대역폭 보장을 위한 네트워크 및 CPU 자원관리 기법
영문제목(English Title)	Network and CPU Resource Management to Guarantee Network I/O Bandwidth in Linux
저자(Author)	임인구 김주호 조중연 진현욱 Yin-Goo Yim Jooho Kim Joong-Yeon Cho Hyun-Wook Jin
원문수록처(Citation)	VOL 24 NO. 12 PP. 0687 ~ 0692 (2018. 12)
한글내용 (Korean Abstract)	리눅스의 네트워크 대역폭 예약 프레임워크는 자원의 보장성보다는 제약에 초점을 두고 있다. 따라서 네트워크 집중적인 실시간 응용을 지원하기 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 예약된 네트워크 대역폭을 보장하기 위한 도구를 제안한다. 제안된 도구는 네트워크 대역폭 예약이 물리 네트워크가 제공하는 최대 대역폭을 넘지 않도록 스케줄링 가능성을 분석하며, 비실시간 네트워크 흐름에 의한 간섭을 막기 위해서 이들의 자원 사용량을 동적으로 제한한다. 또한, 실시간 네트워크 흐름의 CPU 대역폭 자원이 비실시간 네트워크 흐름의 CPU 자원 사용에 의해 간섭받지 않도록 제한한다. 실험결과 고성능 네트워크 환경에서도 대역폭 자원을 성공적으로 보장하는 것을 확인하였으며, CPU 자원에 대한 추가적인 고려를 통해 네트워크 대역폭 자원 보장성을 증대시킬 수 있음을 확인한다.
영문내용 (English Abstract)	Linux's network bandwidth reservation framework focuses on restricting rather than on resource guarantee. Therefore, it is difficult to support network-intensive real-time applications. In order to solve this problem, we propose a tool that guarantees network I/O bandwidth resources. The proposed tool performs schedulability analysis so that the network bandwidth reservation does not exceed the maximum bandwidth provided by the physical network. In addition, it dynamically restricts the resource usage of competing tasks to prevent interference due to the non-real-time network flow. It also limits the CPU bandwidth resources of the real-time network flows from being interfered by the CPU resource usage of the non-real-time network flows. Experimental results confirm that bandwidth resource guarantee is throughput successfully even in high performance network environment. Also it is confirmed that network bandwidth resource can be increased by taking additional consideration of CPU resource to guarantee network bandwidth.
키워드(Keyword)	네트워크 대역폭 CPU 대역폭 cgroup Traffic Controller 고성능 네트워크 network bandwidth CPU bandwidth cgroup traffic controller high-performance network
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