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
Network Performance Improvement for Cloud Computing using Jumbo Frames
KTH, School of Information and Communication Technology (ICT), Communication Systems, CoS, Radio Systems Laboratory (RS Lab). (CCS)
2014 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

The surge in the cloud computing is due to its cost effective benefits and the rapid scalability of computing resources, and the crux of this is virtualization.  Virtualization technology enables a single physical machine to be shared by multiple operating systems. This increases the eciency of the hardware, hence decreases the cost of cloud computing. However, as the load in the guest operating system increases, at some point the physical resources cannot support all the applications efficiently. Input and output services, especially network applications, must share the same total bandwidth and this sharing can be negatively affected by virtualization overheads. Network packets may undergo additional processing and have to wait until the virtual machine is scheduled by the underlying hypervisor before reaching the final service application, such as a web server.In a virtualized environment it is not the load (due to the processing of the user data) but the network overhead, that is the major problem. Modern network interface cards have enhanced network virtualization by handling IP packets more intelligently through TCP segmentation offload, interrupt coalescence, and other virtualization specific hardware.

Jumbo frames have long been proposed for their advantages in traditional environment. They increase network throughput and decrease CPU utilization.  Jumbo frames can better exploit Gigabit Ethernet and offer great enhancements to the virtualized environment by utilizing the bandwidth more effectively while lowering processor overhead. This thesis shows a network performance improvement of 4.7% in a Xen virtualized environment by using jumbo frames.  Additionally the thesis examines TCP's performance in Xen and compares Xen with the same operations running on a native Linux system.

Abstract [sv]

Den kraftiga ökningen i datormoln är på grund av dess kostnadseffektiva fördelar och den snabba skalbarhet av datorresurser, och kärnan i detta är virtualisering. Virtualiseringsteknik möjliggör att man kan köra era operativsystem på en enda fysisk maskin. Detta ökar effektiviteten av hårdvaran, vilket gör att kostnaden minskar för datormoln. Men eftersom lasten i gästoperativsystemet ökar, gör att de fysiska resurserna inte kan stödja alla program på ett effektivt sätt. In-och utgångstjänster, speciellt nätverksapplikationer, måste dela samma totala bandbredd gör att denna delning kan påverkas negativt av virtualisering. Nätverkspaket kan genomgå ytterligare behandling och måste vänta tills den virtuella maskinen är planerad av den underliggande hypervisor innan den slutliga services applikation, till exempel en webbserver. I en virtuell miljö är det inte belastningen (på grund av behandlingen av användarens data) utan nätverket overhead, som är det största problemet. Moderna nätverkskort har förbättrat nätverk virtualisering genom att hantera IP-paket mer intelligent genom TCP- segmenterings avlastning, avbrotts sammansmältning och genom en annan hårdvara som är specifik för virtualisering.

Jumboramar har länge föreslagits för sina fördelar i traditionell miljö. De ökar nätverk genomströmning och minska CPU-användning. Genom att använda Jumbo frames kan Gigabit Ethernet användandet förbättras samt erbjuda stora förbättringar för virtualiserad miljö genom att utnyttja bandbredden mer effektivt samtidigt sänka processor overhead. Det här examensarbetet visar ett nätverk prestandaförbättring på 4,7% i en Xen virtualiserad miljö genom att använda jumbo frames. Dessutom undersöker det TCP prestanda i Xen och jämför Xen med samma funktion som körs på en Linux system.

Place, publisher, year, edition, pages
2014. , xiv,67 p.
Series
TRITA-ICT-EX, 2014:27
Keyword [en]
virtualization, cloud computing, jumbo frame, Xen, TCP
Keyword [sv]
virtualisering, datormoln, jumboram, Xen, TCP
National Category
Communication Systems
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-143806OAI: oai:DiVA.org:kth-143806DiVA: diva2:708803
Presentation
2014-03-28, Seminar room Grimeton, Isafjordsgatan 22, Kista, 14:00 (English)
Supervisors
Examiners
Available from: 2014-03-31 Created: 2014-03-29 Last updated: 2014-03-31Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(3002 kB)245 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3002 kBChecksum SHA-512
0ba65facbafce3c1dd9300f4cfbfea5fd1cf0a60219582cdf48a7b734f3786af3558507fd0e89a8c482bca22d51d925a5d8103d824682c51bb75375786c885e5
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Kanthla, Arjun Reddy
By organisation
Radio Systems Laboratory (RS Lab)
Communication Systems

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 245 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: 1063 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