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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 유혁
- 발행연도
- 2020
- 저작권
- 고려대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수1
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최근 네트워크 트래픽의 대부분은 짧은 연결이 차지한다. 이러한 네트워크 환경에서는 TCP 연경 요청이 많이 일어나는데 이로 인해 긴 연결이 많은 네트워크 환경보다 처리하는 데이터 양이 적고 커널이 많은 CPU를 소모해, 유저 프로그램이 CPU 자원을 충분히 받지 못하는 문제가 발생한다. 따라서 본 연구는 짧은 연결이 많은 네트워크 환경에서 TCP 연결 성능을 개선해 유저 프로그램의 성능을 향상시키는 것을 목적으로 한다. 이를 위해서 본 연구는 빈번하게 연결 요청을 하는 클라이언트의 커널 내부 TCP 3-way handshake 관련 구조체를 캐싱해서 해당 클라이언트가 연결 요청을 할 때마다 캐싱한 구조체를 사용하도록 설계했다. 이러한 설계는 서버가 TCP 연결 요청을 처리할 때마다 새로운 3-way handshake 관련 구조체를 생성하는 오버헤드와 초기화 과정을 거치는 오버헤드를 줄여서 TCP 연결 성능을 향상시킨다. 본 연구 설계를 Nginx 웹서버에 적용해 짧은 연결의 네트워크 환경에서 성능 실험을 한 결과, Nginx 웹서버의 초당 HTTP 연결 처리량을 기존 리눅스 대비 최대 25%까지 개선했다.
목차
1. 서론 12. 배경지식 52.1. 리눅스 커널 네트워크 관련 구조체 설명 52.1.1. struct sock 52.1.2. struct request_sock 62.1.3. struct sk_buff 72.2. 리눅스 커널 네트워크의 TCP 연결 수립 과정 72.2.1. Listen sock 82.2.2. Accept 큐 92.2.3. Child sock 93. 커널 네트워크 스택 및 TCP 계층 오버헤드 분석 및 관련 연구 113.1. 분석 실험 환경 113.2. 네트워크 스택의 CPU 사용률 분석 123.3. TCP RX 계층 병목 분석 173.4. 관련 연구 194. 설계 224.1. 설계 목표 224.2. 설계 구조 234.3. 설계 구성 요소 254.3.1. Connection History Map 254.3.2. Per-core Hash Table 264.3.3. Free Timer 285. 실험 및 평가 305.1. 실험 환경 305.2. 마이크로 벤치마크 315.3. 웹서버 어플리케이션 성능 측정 346. 결론 및 향후 연구 방향 40참고 문헌 41
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