Daniel Helmig und Felix Neumeister

Beschreibung:

Veränderungen an der Struktur und Arbeitsweise unseres Stromnetzes im Zuge der Energiewende führen zu deutlich höherem Koordinationsbedarf. Dies führt wiederum zu deutlich höheren Anforderungen an die Kommunikationsinfrastruktur. In diesem Kontext forschen wir an Mechanismen und Konzepten zur Ermöglichung dieser Kommunikation.

Dabei setzen wir auf redundante Übertragungen und Duplikation von Paketen. Um duplizierte Pakete wieder aus dem Netz zu filtern setzen wir eBPF ein. eBPF ist eine Technologie um eigene Programme in einer Sandbox innerhalb des Kernels ausführen zu können. Dies ermöglicht uns eine flexible Verarbeitung von Paketen um eigene Konzepte zu testen und umzusetzen.

SmartNICs sind Netzwerkkarten die eine gewisse Programmierbarkeit ermöglichen. SmartNICs erlauben unter Anderem das Offloaden von eBPF Programmen auf die SmartNIC um eBPF Programme direkt auf der Hardware ausführen zu können. So können Pakete analysiert werden und duplizierte Pakete verworfen werden, bevor sie vom Netzwerkstack verarbeitet werden müssen.

In dieser Abschlussarbeit geht es darum herauszufinden welche Funktionalitäten auf echter Hardware umgesetzt werden können, welche Performance mit eBPF Offloading erreicht werden kann und welche besonderen Einschränkungen zu beachten sind.

Spezielle Vorkenntnisse bezüglich eBPF sind nicht zwingend erforderlich, ein Verständnis der Inhalte der Vorlesungen Einführung in Rechnernetze und Telematik wird jedoch erwartet. Kenntnisse in Rust und/oder C und Kenntnis über den Aufbau des Linux-Netzwerkstacks sind hilfreich und Freude mit Hardware umzugehen ist natürlich nicht verkehrt.

Interesse?

Dann melde dich gerne per Mail bei daniel.hemig@kit.edu. Die genaue Ausgestaltung des Themas (auch in Abhängigkeit deiner Interessen) können wir dann bei einem Treffen genauer besprechen.