Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
GPU Network Processing
KTH, School of Information and Communication Technology (ICT), Communication: Services and Infrastucture, Telecommunication Systems Laboratory, TSLab.
2010 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Networking technology is connecting more and more people around the world. It has become an essential part of our daily life. For this connectivity to be seamless, networks need to be fast. Nonetheless, rapid growth in network traffic and variety of communication protocols overwhelms the Central Processing Units (CPUs) processing packets in the networks. Existing solutions to this problem such as ASIC, FPGA, NPU, and TOE are not cost effective and easy to manage because they require special hardware and custom configurations.

This thesis approaches the problem differently by offloading the network processing to off-the-shelf Graphic Processing Units (GPUs). The thesis's primary goal is to find out how the GPUs should be used for the offloading. The thesis follows the case study approach and the selected case studies are layer 2 Bloom filter forwarding and flow lookup in Openflow switch. Implementation alternatives and evaluation methodology are proposed for both of the case studies. Then, the prototype implementation for comparing between traditional CPU-only and GPU-offloading approach is developed and evaluated.

The primary findings from this work are criteria of network processing functions suitable for GPU offloading and tradeoffs involved. The criteria are no inter-packet dependency, similar processing flows for all packets, and within-packet parallel processing opportunity. This offloading trades higher latency and memory consumption for higher throughput.

Abstract [sv]

Nätverksteknik ansluter fler och fler människor runt om i världen. Det har blivit en viktig del av vårt dagliga liv. För att denna anslutning skall vara sömlös, måste nätet vara snabbt. Den snabba tillväxten i nätverkstrafiken och olika kommunikationsprotokoll sätter stora krav på processorer som hanterar all trafik. Befintliga lösningar på detta problem, t.ex. ASIC, FPGA, NPU, och TOE är varken kostnadseffektivt eller lätta att hantera, eftersom de kräver speciell hårdvara och anpassade konfigurationer. Denna avhandling angriper problemet på ett annat sätt genom att avlasta nätverks processningen till grafikprocessorer som sitter i vanliga pc-grafikkort. Avhandlingen främsta mål är att ta reda på hur GPU bör användas för detta. Avhandlingen följer fallstudie modell och de valda fallen är lager 2 Bloom filter forwardering och ``flow lookup'' i Openflow switch. Implementerings alternativ och utvärderingsmetodik föreslås för både fallstudierna. Sedan utvecklas och utvärderas en prototyp för att jämföra mellan traditionell CPU- och GPU-offload. Det primära resultatet från detta arbete utgör kriterier för nätvärksprocessfunktioner lämpade för GPU offload och vilka kompromisser som måste göras. Kriterier är inget inter-paket beroende, liknande processflöde för alla paket. och möjlighet att köra fler processer på ett paket paralellt. GPU offloading ger ökad fördröjning och minneskonsumption till förmån för högre troughput.

Place, publisher, year, edition, pages
2010.
Series
Trita-ICT-EX, 2012:128
Keyword [en]
GPU, Network processing, Openflow switch, Bloom filter
National Category
Computer and Information Science Communication Systems Communication Systems
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-103694OAI: oai:DiVA.org:kth-103694DiVA: diva2:561258
Subject / course
Computer Systems
Educational program
Master of Science -Security and Mobile Computing
Presentation
2010-06-15, 01:37 (English)
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2012-10-22 Created: 2012-10-18 Last updated: 2012-10-22Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2927 kB)1433 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2927 kBChecksum SHA-512
1f24cd8e2636681e5f4c33116d2e81653d2a478637f4a746de4714520971c1201aa248abb63a343de111b0e04c9eb762cb8d11fc7abd38264f6d20c60211596f
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Yanggratoke, Rerngvit
By organisation
Telecommunication Systems Laboratory, TSLab
Computer and Information ScienceCommunication SystemsCommunication Systems

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 1433 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 738 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf