Commutation de paquets logicielle sur routeurs PC multi-coeurs

RÉSUMÉ. Les processeurs multi-coeurs sur PC, en même temps que les progrès récents sur la performance de la mémoire et des bus, suggèrent un candidat idéal pour la construction d'architectures de routeurs purement logicielles qui soient flexibles et en même temps performantes. Dans cet article, nous présentons une architec- ture de commutation de paquets pour les routeurs logiciels ou virtuels dont l'objectif principal est de prévenir des accès mémoire coûteux tout en utilisant les ressources CPU disponibles au mieux pour traiter et commuter les paquets. Nous présentons premièrement le principe d'arbre de commutation dont la fonction est de gar- der les paquets commutés dans la même hiérarchie de cache du processeur. Nous identifions ensuite la source de contention principale des performances de commutation comme l'accès concurrent aux interfaces de sorties puis analysons les gains potentiels de performance en utilisant un verrou sur les interfaces de sortie ainsi qu'un mécanisme de retour sur l'état des queues du routeur. Finalement, nous proposons et évaluons une modification des arbres de commutation qui permet de contourner la contention due au partage des interfaces de sortie par les arbres. ABSTRACT. Multi-core CPUs, along with recent advances in memory and buses, render commodity hardware a strong candidate for building flexible and high-performance software routers. We present a packet-forwarding architecture for software or virtual routers, whose primary objective is to prevent costly memory accesses while utilizing the available CPU resources for packet processing and forwarding. Departing from the forwarding- tree principle which keeps packets on the same cache hierarchy, we identify contention at the output interfaces as the primary performance limitation factor. Subsequently, we investigate potential performance gains by using a locking mechanism and feedback from queues. Finally, we propose and evaluate a modification to the forwarding trees which alleviates contention as output interfaces are not directly shared by trees.