تبلیغات بنری ویکیوز

ارسال پاسخ 
 
امتیاز موضوع:
  • 1 رأی - میانگین امتیازات: 5
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
مسیریابی با کارت‌گرافیکی!
نویسنده پیام
لیلی آفلاین
مدیر ارشد
****
مدیر ارشد

ارسال‌ها: 4,467
تاریخ عضویت: Dec 2011
اعتبار: 10
ارسال: #1
44 مسیریابی با کارت‌گرافیکی!
بازهم لینوکس و بازهم یک مسیریاب نرم‌افزاری دیگر با ایده‌اي جدید که شاید کابوس بعدی سیسکو (بعد از وایاتا) باشد. این روتر نرم‌افزاری مبتنی ‌بر لینوکس که توسط یک گروه تحقیقاتی کره‌اي در مجموعه‌اي با نام Advanced Networking Lab در دانشگاه KAIST ساخته شده است، عملکردی باور‌نکردنی را با بهره‌برداری از قابلیت‌هاي پردازنده‌گرافیکی یا GPU در امر مسیریابی به‌دست آورده است! جایی که پهنای باند بالا و سرعت‌مناسب حافظه در‌کنار موازی‌سازی شدید پردازش‌ها، تلاش دارد تا گلوگاه روترهای نرم‌افزاری را (که همان پردازنده مرکزی است) برطرف‌کرده و راه‌حلی جدید ارائه دهد. اگر به‌دنبال یک کار علمی مناسب و پیش‌رو در یک محیط تحقیقاتی و دانشجویی هستید، استفاده از ایده‌هاي این پروژه را از دست ندهید.
نرم‌افزار PacketShader یک روتر نرم‌افزاری مبتنی بر کامپيوترهاي شخصي است که پردازش بسته‌هاي داده‌اي در شبکه را با استفاده از قدرت پردازنده‌گرافیکی یا GPU، به شدت بهبود بخشیده است. بر‌اساس مطالعاتی که تا‌کنون انجام‌شده‌است، پردازنده‌مرکزی یکی از گلوگاه‌هاي اصلی برای پردازش دستورالعمل‌هاي مسیریابی در مسیریاب‌هاي نرم‌افزاری محسوب مي‌شود و بر‌همین اساس، استفاده از قدرت‌ پردازش‌گرافیکی که معماری به‌شدت موازی دارد مي‌تواند در این زمینه مشکل‌گشا باشد. نرم‌افزار PacketShader بار پردازشی سنگین و حافظه پر‌کن عملیات مسیریابی را به روی GPU منتقل کرده و در عین حال، ارسال و دریافت بسته‌هاي داده‌اي توسط لینوکس روی شبکه را به روشی بهینه بهبود مي‌بخشد. بر‌همین اساس و با استفاده از پردازش دسته‌اي و همچنین عملیات Pipelining، این نرم‌افزار به عملکرد باورنکردنی 40 گيگابيت در ثانيه در IP Forwarding روی یک سرور 8 هسته‌اي از نسل اول پردازنده‌هاي Core i (با نام رمز Nehalem) آن هم با بسته‌هايي به طول 64 بایت، دست‌یافته است!

چرا GPU؟

در شماره‌هاي مختلف ماهنامه، از جمله ویژه‌نامه پردازش‌موازی، در رابطه با ساختار GPU و مزایای استفاده از آن صحبت‌شده است. براي داشتن ديدي کلي نسبت به موضوع، باید گفت که GPU هسته مرکزی یک کارت‌گرافیکی را تشکیل مي‌دهد. این هسته، طوری طراحی و پیاده‌سازی شده تا کنون است که سطح بالایی از موازی‌سازی پردازش‌ها را از طریق اجرای هزاران رشته پردازشی سخت‌افزاری، به همراه حافظه‌اي با پهنای باند بالا فراهم مي‌سازد. در سال‌های اخیر، ایده‌هايي برای استفاده از این ساختار به شدت موازی در انجام محاسباتی غیر از پردازش‌هاي گرافیکی مطرح شده است و به همین دلیل، شرکت‌هاي مهم تولید کننده سخت‌افزارهاي گرافیکی یعنی nVidia و AMD به تولید و عرضه پلتفرم‌هاي مختلف توسعه کد، برای بهره‌برداری از این توان پردازشی بالا پرداختند.
پلتفرم CUDA، که از طرف nVidia برای استفاده روی سخت‌افزارهای گرافیکی این شرکت عرضه‌شد، شایسته‌ترین و بهترین نمونه عرضه‌شده است تا کنون که توسط جامعه توسعه‌دهندگان مورد استقبال بسیار قرار‌گرفت و انواع و اقسام نرم‌افزارها براساس آن عرضه شد. (ویژه‌نامه پردازش‌موازی و بررسی فناوری کودا در شماره 115 ماهنامه شبکه به تفصیل در اين زمينه صحبت‌کرده است.)

بهینه‌سازی ورودی‌/‌خروجی بسته‌هاي داده‌ایدر نرم‌افزار PacketShader، از موتور High Performance I/O Engine برای بهینه‌سازی پردازش ورودی‌/‌خروجی بسته‌ها در لینوکس استفاده شده است. این پروژه در اصل توسط ‌گروه دیگری به‌صورت اپن‌سورس توسعه‌داده شده بود و بعدها در نرم‌افزار حاضر استفاده شده است. این موتور، پشته شبکه استاندارد لینوکس را که برای انجام امور ورودی/خروجی با کارايي بالا چندان مناسب نیست، بهینه‌سازی‌کرده و برای شبکه‌هاي ده‌ها گیگابیتی آماده مي‌کند. برای افزایش عملکرد ورودی/خروجی و همچنین بهره‌برداری از قدرت GPU، مسیر بسته‌هاي داده‌اي در داخل لینوکس به اين صورت

تغییر یافته است:



ﺍﯾﺴﺘﺎﺩﻥ ﺟﺒﺎﺭ ﮐﻮﻩ ﺑﻮﺩ..
ﺭﻓﺘﻦ ﺳﺮﻧﻮﺷﺖ ﺁﺏ..
ﺍﻓﺘﺎﺩﻥ ﺗﻘﺪﯾﺮ ﺑﺮﮒ ﻭ ﺻﺒﺮ ﭘﺎﺩﺍﺵ ﺁﺩﻣﯽ..
ﭘﺲ ﺑﯽ ﭼﺸﻤﺪﺍﺷﺘﯽ ﺣﺮﺍﺝ ﻣﺤﺒﺖ ﮐﻨﯿﻢ ﮐﻪ ﻫﻤﻪ ﻣﺎ ﺧﺎﻃﺮهﺍﯾم..
03-05-2012 02:01 PM
یافتن تمامی ارسال‌های این کاربر نقل قول این ارسال در یک پاسخ
لیلی آفلاین
مدیر ارشد
****
مدیر ارشد

ارسال‌ها: 4,467
تاریخ عضویت: Dec 2011
اعتبار: 10
ارسال: #2
RE: مسیریابی با کارت‌گرافیکی!
بافر بزرگ بسته‌ها

در نرم‌افزار PacketShader، به‌جای استفاده از تخصیص فراداده يا متادیتا (sk_buff یا skb) به هر بسته دریافت شده، از دو بافر دایره‌اي بزرگ از پیش تخصیص داده شده که از آرایه بزرگی از بسته‌هاي داده‌اي و همچنین متادیتای مرتبط با آن نگه‌داري مي‌کنند، استفاده شده است. این کار، سربار عملیات تخصیص و آزاد‌سازي حافظه برای بسته‌هاي دریافتی را به شدت کاهش مي‌دهد.

پردازش‌دسته‌ای

در نرم‌افزار PacketShader، در هر لحظه مجموعه‌اي از بسته‌هاي داده‌اي مورد‌پردازش دسته‌اي قرار مي‌گیرند که این عملیات مي‌تواند در سطح Device Driver یا سطح Application انجام‌پذیرد. چنین ساختاری سربار پردازش هر بسته را کاهش مي‌دهد.

جایگذاری‌داده با بهره‌گیری از NUMA:

بــــا استفــــــــاده از قابلیــت NUMA (سرنــــــــــامNon-Uniform Memory Access‌)‌، ميزان جابه‌جایی بسته‌ها بین‌حافظه محلی و راه دور به حداقل ممکن‌رسیده و به همین دلیل اين قابليت، تأثیر مستقیمی در افزایش عملکرد مجموعه گذاشته است. بر‌همین اساس، تلاش شده است تا بسته‌هاي دریافت شده در کارت‌هاي شبکه و با استفاده از پردازنده و حافظه محلی این تجهیزات مورد پردازشقرار گیرند.

مقیاس‌پذیری در پردازنده‌هاي چند‌هسته‌ای

در‌نرم‌افزار PacketShader، با استفاده از قابلیت RSS یا Receive Side Scaling تلاش شده است تا“مشکل درگيري” قفل‌کننده رشته‌هاي پردازشي در هنگام دسترسی به صف کارت شبکه حذف شده و همچنين، مشکل اشتراک اشتباه داده‌ها با کش پردازنده از طریق تنظیم درست نقطه شروع آدرس صف RX نيز برطرف شود. در کنار این تغییرات، شمارنده global کارت شبکه که برای امور آماری مورد استفاده قرار مي‌گرفت نیز حذف شده‌ است. با انجام تمام این تغییرات، بهینه‌سازی‌هاي لازم برای ايجاد امکان مقیاس‌پذیری خطی نسبت به افزایش هسته‌هاي پردازنده در نرم‌افزار PacketShader فراهم شده است.با انجام اين تغییرات در سیستم‌عامل لینوکس براي بهینه‌سازی ورودی/خروجی، امکان اجرای فرآيندهاي پردازش‌بسته‌هاي داده‌اي در سطح user level و در محدوده سرعت‌هاي چند ده‌گیگابیت توسط نرم‌افزار PacketShader فراهم شده است.



ﺍﯾﺴﺘﺎﺩﻥ ﺟﺒﺎﺭ ﮐﻮﻩ ﺑﻮﺩ..
ﺭﻓﺘﻦ ﺳﺮﻧﻮﺷﺖ ﺁﺏ..
ﺍﻓﺘﺎﺩﻥ ﺗﻘﺪﯾﺮ ﺑﺮﮒ ﻭ ﺻﺒﺮ ﭘﺎﺩﺍﺵ ﺁﺩﻣﯽ..
ﭘﺲ ﺑﯽ ﭼﺸﻤﺪﺍﺷﺘﯽ ﺣﺮﺍﺝ ﻣﺤﺒﺖ ﮐﻨﯿﻢ ﮐﻪ ﻫﻤﻪ ﻣﺎ ﺧﺎﻃﺮهﺍﯾم..
03-05-2012 02:02 PM
یافتن تمامی ارسال‌های این کاربر نقل قول این ارسال در یک پاسخ
لیلی آفلاین
مدیر ارشد
****
مدیر ارشد

ارسال‌ها: 4,467
تاریخ عضویت: Dec 2011
اعتبار: 10
ارسال: #3
RE: مسیریابی با کارت‌گرافیکی!
عملکرد

شکل 1 نموداری از عملکرد موتور ورودی/خروجی بهینه‌سازی شده این نرم‌افزار را نشان‌مي‌دهد. در این نمودارها، ستون‌هاي TX + RX نشان‌دهنده عملیات forwarding از یک پورت به پورت دیگر بدون انجام هیچ‌گونه پردازش است. این روتر نرم‌افزاری در شرایط دیگر نیز مورد بررسی قرار‌گرفته است. شکل‌هاي 2، 3، 4 و 5 عملکرد این روتر در شرایط مختلفی مانندIPv4 Forwarding، IPv6 Forwarding، OpenFlow Switch و IPSec Tunneling را نشان‌مي‌دهند. میله‌هاي سمت راست نمایانگر استفاده از CPU به تنهايي و نمودارهای سمت چپ نمایانگر استفاده از CPU و GPU به صورت همزمان هستند.

[تصویر:  packetshader1_s.jpg]

شکل 1- عمکلرد نرم‌افزار PacketShader برای اندازه‌هاي مختلف بسته‌هاي داده‌ای

[تصویر:  packetshader2_s.jpg]

شکل 2- مقایسه عملکرد روتر در حالت CPU Only و CPU+GPU برای عملیات IPv4 Forwarding

[تصویر:  packetshader3_s.jpg]

شکل3- مقایسه عملکرد روتر در حالت CPU Only و CPU+GPU برای عملیات IPv6 Forwarding

همان‌طور که مشهود است، استفاده از قدرت پردازشی GPU به شدت عملکرد روتر را بهبود بخشیده است! در عملیات Forwarding، اجرای فرآیند تطابق پیشوند بسته‌ها به GPU محول شده است و از آنجا که بازبینی جدول Forwarding عملیاتی به شدت وابسته به حافظه است، استفاده از GPU مي‌تواند با کاهش تأخیر و همچنین در اختیار گذاشتن پهنای باند بالا، سرعت عملکرد را به شدت بهبود بخشد. در نقطه مقابل، عملیات OpenFlow Switch و IPSec Tunneling به شدت به پردازش وابسته است که با بهره‌گیری از پردازش موازی و قدرت GPU، نرم‌افزار حاضر عملکرد مناسبی مشابه با عملکرد بهینه در زمینه حافظه ارائه کرده است.

[تصویر:  packetshader4_s.jpg]

شکل 4- مقایسه عملکرد روتر در حالت CPU Only و CPU+GPU برای عملیات OpenFlow Switch

[تصویر:  packetshader5_s.jpg]
شکل 5- مقایسه عملکرد روتر در حالت CPU Only و CPU+GPU برای عملیات IPSec Tunneling

[تصویر:  packetshader6_s.jpg]

شکل 6- پیکربندی سخت‌افزاری سیستم مورد آزمایش برای نرم‌افزارPacketShader



ﺍﯾﺴﺘﺎﺩﻥ ﺟﺒﺎﺭ ﮐﻮﻩ ﺑﻮﺩ..
ﺭﻓﺘﻦ ﺳﺮﻧﻮﺷﺖ ﺁﺏ..
ﺍﻓﺘﺎﺩﻥ ﺗﻘﺪﯾﺮ ﺑﺮﮒ ﻭ ﺻﺒﺮ ﭘﺎﺩﺍﺵ ﺁﺩﻣﯽ..
ﭘﺲ ﺑﯽ ﭼﺸﻤﺪﺍﺷﺘﯽ ﺣﺮﺍﺝ ﻣﺤﺒﺖ ﮐﻨﯿﻢ ﮐﻪ ﻫﻤﻪ ﻣﺎ ﺧﺎﻃﺮهﺍﯾم..
03-05-2012 02:02 PM
یافتن تمامی ارسال‌های این کاربر نقل قول این ارسال در یک پاسخ
لیلی آفلاین
مدیر ارشد
****
مدیر ارشد

ارسال‌ها: 4,467
تاریخ عضویت: Dec 2011
اعتبار: 10
ارسال: #4
RE: مسیریابی با کارت‌گرافیکی!
نکته جالب توجه در زمینه عملکرد این نرم‌افزار این است که هم‌اکنون سرعت پردازش آن محدود به ظرفیت پلتفرمی است که روی آن اجرا مي‌شود و ناشی از کند بودن سخت‌افزار گرافیکی یا پردازنده مرکزی سیستم نیست بلکه گلوگاه‌ها و مشکلات ديگري در سخت‌افزار PC، عامل چنین محدودیتی است. به‌عنوان مثال، این نرم‌افزار روی یک سخت‌افزار متشکل از دو پردازنده چهار هسته‌اي Nehalem با فرکانس 61,2 گيگاهرتز،چهار کارت شبکه دو پورتی 10GbE ساخت اینتل و همچنین دو کارت گرافیکی NVIDIA GTX 480، به سرعت نهايي چهل‌گیگابیت دست یافته است. روی این سیستم، به دلیل محدودیت در پهنای باند میان دو IOH که سابق بر اين با نام پل شمالی (North Bridge) شناخته مي‌شد و عامل محدودیت در عملکرد host-to-device و device-to-host است، امکان فراتر‌رفتن از مقدار چهل‌گیگابیت در ثانیه وجود ندارد. شکل 6 نمونه‌اي از پیکربندی به‌کار گرفته‌شده در این آزمایش‌ها را نشان مي‌دهد.

جمع‌بندی


نرم‌افزار PacketShader هم‌اکنون در فاز تحقیقاتی و کاملاً ‌ابتدايي خود به سر مي‌برد و شاید نتوان به راحتی به تمام کدهاي توسعه‌داده شده برای آن دست یافت. با این حال، ایده مطرح شده توسط این نرم‌افزار بسیار جالب است و مي‌تواند موجودیت و عملکرد روترهای نرم‌افزاری امروزی را به شدت متحول کند.بر همین اساس، استفاده از چنین ایده‌هايي مي‌تواند برای معرفی راه‌حل‌هاي پیش‌رو در زمینه مسیریابی با لینوکس و سخت‌افزارهای ارزان قمیت به‌شدت سودمند باشد. هم‌اکنون کد منبع درایور بهینه‌سازی شده مورد استفاده در این پروژه که برای کارت‌هاي شبکه سری IXGBE اینتل طراحي شده است، عرضه‌شده و قابل دانلود است. اگرچه خود نرم‌افزار همچنان در انتظار عرضه عمومی به سر مي‌برد، اما با کمی جست‌وجو یا برقراری ارتباط مستقیم با گروه توسعه‌دهنده آن، مي‌توانید اسناد و مدارک مناسبی در این زمینه به‌دست آورید.

ﺍﯾﺴﺘﺎﺩﻥ ﺟﺒﺎﺭ ﮐﻮﻩ ﺑﻮﺩ..
ﺭﻓﺘﻦ ﺳﺮﻧﻮﺷﺖ ﺁﺏ..
ﺍﻓﺘﺎﺩﻥ ﺗﻘﺪﯾﺮ ﺑﺮﮒ ﻭ ﺻﺒﺮ ﭘﺎﺩﺍﺵ ﺁﺩﻣﯽ..
ﭘﺲ ﺑﯽ ﭼﺸﻤﺪﺍﺷﺘﯽ ﺣﺮﺍﺝ ﻣﺤﺒﺖ ﮐﻨﯿﻢ ﮐﻪ ﻫﻤﻪ ﻣﺎ ﺧﺎﻃﺮهﺍﯾم..
03-05-2012 02:03 PM
یافتن تمامی ارسال‌های این کاربر نقل قول این ارسال در یک پاسخ
ارسال پاسخ 


پرش به انجمن:


کاربرانِ درحال بازدید از این موضوع: 1 مهمان

اخبار فناوری اطلاعات | نرم افزار املاک | نرم افزار دامپزشکی | تور روسیه | هتل آپارتمان مشهد | ترجمه تخصصی | نرم افزار داروخانه | نرم افزار رستوران | نرم افزار تاکسی سرویس | نرم افزار رستوران | دانلود نرم افزار مطب | دانلود نرم افزار تاکسی سرویس | مجله پزشکی آسان طب | دکتر آسان طب | اخبار موسیقی | کنکور | خرید لایسنس nod32 | بهترین سایت تفریحی |   کنکور آسان است | نرم افزار دفترچه تلفن نرم افزار چاپ چک نرم افزار رستوران نرم افزار فست فود نرم افزار کافی شاپ نرم افزار تاکسی سرویس نرم افزار نمایشگاه خودرو نرم افزار املاک نرم افزار هتلداری نرم افزار مطب نرم افزار دندانپزشکی نرم افزار انبارداری نرم افزار حسابداری فروشگاه نرم افزار وکالت مجله اینترنتی پارسی وان | مجله اینترنتی زیگیل | خرید بک لینک | خرید رپورتاژ | سینما تئاتر مای استیج | یک مهاجر | دنیای مهاجرت | مجله گردشگری کاروان | وردپرس دانلود | مجله تفریحی تندیس فان | نرم افزار Software | جوک جدید | اخبار هنر | اخبار کامپیوتر | سایت پزشکی | فروشگاه اینترنتی | سایت خبری | دانلود موزیک | اندروید سه | بانک شماره موبایل | پایگاه صالحین | مجله کامپیوتری | جاب لر | نوین ساخت | سهام نت | تکی کو | سرورمجازی | تم کد | خرید هاست | مجله خانواده | مجله اینترنتی وبدون | پورتال خبری | سایت تفریحی تک لایو | مجله سرگرمی سیب رنک | جراحی بینی | فروش جوجه بوقلمون |   تولید کننده روغن زیتون | سایت پزشکی دکتر طب | افزایش بازدید سایت | خرید گیفت کارت | مدرن بوک | لوازم ارایشی | باربری تهران | مبل | کاشت مو | پروتز سینه | جراحی زیبایی واژن | ماشین آلات بسته بندی | پروفیل یو پی وی سی | لوله پوش فیت
خرید کریو پر سرعت

برای درج تبلیغات متنی، بنری و یا رپرتاژ آگهی در این وب سایت با شماره 09370888727 تماس حاصل فرمائید