Přístupnostní navigace
E-přihláška
Vyhledávání Vyhledat Zavřít
bakalářská práce
Autor práce: Bc. Jakub Socha
Ak. rok: 2024/2025
Vedoucí: Ing. Jan Kučera, Ph.D.
Oponent: Ing. Lukáš Šišmiš
Moderní sítě vyžadují vysokou propustnost a nízkou latenci, což tradiční jádrové zpracování paketů nezvládá. Tato práce demonstruje hardwarově akcelerované síťové funkce pomocí NVIDIA ConnectX SmartNIC a DPDK RTE Flow API. Cíle zahrnují: měření výkonu hardwarových offloadů, dynamickou správu pravidel přes šablony a stavové zpracování pomocí sledování spojení. Byly vyvinuty tři aplikace – vysokorychlostní IP filtr s asynchronní správou pravidel, hardwarový router s přepsáním MAC adres a stavový L4 firewall využívající sledování spojení na NIC. Práce poskytuje architektonické vzory pro kombinaci funkcí RTE Flow (hairpin fronty, MODIFY_FIELD), potvrzující schopnost programovatelných NIC plnit komplexní síťové funkce při zachování linkové rychlosti.
DPDK, rte_flow, MLX5, RSS
Termín obhajoby
18.06.2025
Výsledek obhajoby
obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)
Klasifikace
D
Průběh obhajoby
Student nejprve prezentoval výsledky, kterých dosáhl v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Student následně odpověděl na otázky oponenta a na další otázky přítomných. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studenta na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm D.
Otázky k obhajobě
Jazyk práce
angličtina
Fakulta
Fakulta informačních technologií
Ústav
Ústav počítačových systémů
Studijní program
Informační technologie (BIT)
Složení komise
doc. Ing. Ondřej Ryšavý, Ph.D. (předseda) Ing. Tomáš Milet, Ph.D. (člen) Ing. Marcela Zachariášová, Ph.D. (člen) Ing. Filip Orság, Ph.D. (člen) doc. RNDr. Dana Hliněná, Ph.D. (člen)
Posudek vedoucíhoIng. Jan Kučera, Ph.D.
Práce si kladla za cíl implementovat vhodné DPDK aplikace a ověřit funkcionalitu RTE Flow rozhraní na vybraných síťových platformách. Tyto cíle se podařilo splnit, nicméně rozsah práce, zejména prezentace testů a výsledků měření výkonnosti a kapacity, měl být obsáhlejší. Student pracoval víceméně samostatně a řešení své práce v druhé polovině roku takřka nekonzultoval. Celkově proto hodnotím aktivitu studenta a dosažené výsledky práce jako uspokojivé (D).
Cílem bakalářské práce bylo seznámit se s knihovnou DPDK, implementovat několik síťových aplikací a na nich demonstrovat podporu rozhraní RTE Flow na dostupných síťových kartách. Práci hodnotím jako obtížnější, jelikož se DPDK podpora rozhraní RTE Flow neustále vyvíjí, dokumentace není vždy dostupná, kompletní nebo na takové úrovni, aby umožnila zcela bezproblémový vývoj. Základních cílů práce se podařilo dosáhnout a vhodné aplikace implementovat. Testování a vyhodnocení však mělo být zpracováno podrobněji. Ačkoliv student už během konzultací prezentoval předběžné výsledky měření, v technické zprávě není kapacita platforem z hlediska dostupného počtu pravidel či měření výkonnosti vůbec uvedeno.
Student využil především dokumentaci ke knihovně DPDK. Další související zdroje si byl schopný dohledat sám.
Student řešení zpočátku pravidelně konzultoval a na konzultace byl dobře připraven. V druhé polovině roku však přestal komunikovat a navazující postup prací, zejména vznikající části textu, už nebyly dostatečně konzultovány.
Práce byla dokončena těsně před odevzdáním. Finální verze práce nebyla konzultována.
Výsledky práce nebyly publikovány.
Známka navržená vedoucím: D
Posudek oponentaIng. Lukáš Šišmiš
Tato bakalářská práce poskytuje přehled nových funkcionalit hardwarové akcelerace v kartách Connect-X od společnosti NVIDIA prostřednictvím knihoven Data Plane Development Kit (DPDK). Navzdory dobré analýze síťových karet omezuje neúplná implementace ukázkových aplikací celkovou využitelnost práce. Tuto bakalářskou práci hodnotím stupněm D, 63 bodů.
Stupeň hodnocení: obtížnější zadání
Zadání vyžadovalo nejen detailní pochopení DPDK a RTE Flow API, ale také praktickou analýzu možností NVIDIA Connect-X SmartNIC, návrh a implementaci více síťových aplikací a jejich validaci pomocí Spirent TestCenter a Cisco T-Rex. Zadání proto považuji za obtížnější.
Text práce je pro čtenáře dobře pochopitelný. Všechny potřebné znalosti jsou přehledně popsány v úvodu práce a pokročilejší kapitoly z nich vhodným způsobem čerpají.
Práce ve značné míře využívá seznamy, což místy navozuje dojem nesouvislého textu. Dále práce nevyužívá nezlomitelné mezery a odkazy nejsou správně formátovány (např. „figure 2.2“ není správně typograficky označeno).
Student úspěšně přistoupil k analýze funkcionalit síťových karet i k návrhu ukázkových aplikací. Práce by byla hodnotnější, pokud by obsahovala výsledky analýzy karet Connect-X. Dvě ze tří aplikací však nebyly zcela implementovány. Z rozpracovaných aplikací je možné čerpat inspiraci, nelze je ale považovat za plně funkční příklady. Dokončená aplikace po drobných úpravách dosahovala dobrých výsledků. Práci rovněž chybí vyhodnocení dosažených výsledků.
Práce poskytuje kvalitní základ znalostí pro pochopení funkcionalit moderních síťových karet NVIDIA Connect-X. Tyto informace byly získány z dokumentace knihovny, specifikací síťových karet a vlastního experimentování. Práce se rovněž snaží demonstrovat využití nových funkcí hardwarové akcelerace síťového zpracování na kartách NVIDIA.
Stupeň hodnocení: zadání splněno pouze částečně s vážnějšími výhradami
Student měl dobře rozpracovanou analýzu podpory rozhraní RTE_FLOW (bod 2 zadání) na síťových kartách a při praktické ukázce demonstroval vícero měření posuzujících různé aspekty podpory RTE_FLOW na síťových kartách NVIDIA. Také navržené síťové aplikace byly dobře analyzovány. Kvůli neúplné implementaci aplikací se však studentovi nepodařilo zcela splnit bod č. 4 zadání. Díky popisu podporovaných funkcí síťových karet je možné jejich využití dobře pochopit, ale pro implementační ukázku to není dostačující. Dokončení implementace aplikací by umožnilo zajímavější diskuzi v rámci bodu č. 5 zadání.
Stupeň hodnocení: splňuje pouze minimální požadavky
Bakalářská práce splňuje minimální rozsah a je spíše kratšího rozsahu. Obsahově by bylo vhodné posílit kapitoly zaměřené na návrh, implementaci a vyhodnocení aplikací - například doplněním diagramů a grafů či přepracováním seznamů do souvislého textu komentujícího obsažený materiál.
Zadání práce vyžaduje hluboké prozkoumání a pochopení dokumentace knihovny DPDK i samotného kódu. Ukázkové aplikace využívají poměrně nové funkcionality knihovny, a proto neočekávám výraznější využití odborné literatury. Některé zdroje však postrádají uvedení data posledního přístupu.
Známka navržená oponentem: D
Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová