The KIPS Transactions:PartC (정보처리학회논문지C)

Korea Information Processing Society (한국정보처리학회)
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Optimizing System Performance for Uncompressed HDTV over 10-Gigabit Ethernet

10 기가비트 이더넷 기반 비압축 HDTV의 인터넷 전송을 위한 시스템 최적화 연구

  • 조진용 (한국과학기술정보연구원 슈퍼컴퓨팅센터) ;
  • 석우진 (한국과학기술정보연구원 슈퍼컴퓨팅센터) ;
  • 이민선 (한국과학기술정보연구원 슈퍼컴퓨팅센터) ;
  • 변옥환 (한국과학기술정보연구원 슈퍼컴퓨팅센터)
  • Published : 2006.10.30
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Abstract

Guaranteeing network bandwidth and system performance becomes important technical matters to make seamless delivery of bulky data at high speed. Tuning system and network parameters including jumbo frame, kernel buffer size, and interrupt coalescence determines end-to-end transmission throughput. Additionally, fine-tuning of the parameters alleviates workload on high-end systems. Until now, many studies have concentrated on how to increase transmission throughput but rarely discussed how to mitigate system workload. In this paper, we have investigated various tuning parameters, which positively affect networking and processing performance of uncompressed HDTV system.

네트워크 및 시스템에서 가용 대역폭의 확보와 전송 성능에 대한 고려는 대용량 데이터를 고속으로 처리하기 위한 중요한 요소 기술이다. 점보 프레임, 네트워크 버퍼 설정 등과 같은 시스템 튜닝을 통해 종단 간 전송 처리율이 향상되고 시스템 부하가 감소되어 결과적으로 시스템 효율성이 크게 증가된다. 이러한 시스템 튜닝은 대용량 데이터 전송을 필요로 하는 응용에 국한하여 연구되어 왔고, 비압축 HDTV와 같이 높은 데이터 집적도와 연산 처리 성능을 함께 요구하는 응용에 대해서는 충분히 고려되지 않고 있다. 본 논문에서는 다양한 시스템 튜닝값 들이 종단 간 전송 성능 및 시스템 부하에 미치는 영향을 10 기가비트 네트워크와 비압축 HDTV 응용 소프트웨어를 이용해 분석했다. 시스템 측면에서 전송 성능을 높이고 부하를 줄이기 위해서는 송/수신 버퍼 크기, 인터페이스 레이지터 값, 인터럽트 통합 등의 튜닝 과정이 중요하며, 실험을 통해 이들 튜닝 요소들이 비압축 HDTV의 재생 품질에 미치는 영향을 조사한다.

Keywords

References

  1. B. Alfonsi, 'I want My IPTV: Internet Protocol Television Predicted a 'Winner',' IEEE Distributed Systems Online, vol. 6, no.2, 2005 https://doi.org/10.1109/MDSO.2005.10
  2. S. Shea, J. Starren, and R.S. Weinstock et al., 'Columbia university's informatics for diabetes education and telemedicine (IDEA Tel) project: rationale and design,' Journal of Am Med Inform Assoc., pp.49-62, 2002 https://doi.org/10.1136/jamia.2002.0090049
  3. L. Gharai, C. Perkins, and A. Saurin, 'Ultrafirid: A high definition collaboratory,' USC/ISI, Sept., 2005. http://ultragrid.east.isi.edu/
  4. NTT Innovation Lab., 'Uncompressed HDTV transmission system over the Internet,' NTT Press Release, Oct., 2001
  5. ResearchChannel and AARNet, 'First multi-gigabit interactive video transmission between Australia and the US,' AARNet news, Nov. 2004. http://www.aarnet.edu.au/news
  6. 조진용, 곽재승, 변옥환, '대형 프레임이 종단간 전송 성능에 미치는 영향 분석,' 한국정보처리학회논문지, 11-C권,6호,pp.787-789, 2004 https://doi.org/10.3745/KIPSTC.2004.11C.6.787
  7. J. Wu, S. Campbell, J. M. Savoie, H. Zhang, G. V. Bochmann, and B. St. Arnaud, 'User-managed end-to-end lightpath provisioning over CA*net 4,' in Proc. National Fiber Optic Engineers Conference (NFOEC), pp.275-282, 2003
  8. T. Dunigan, M. Mathis, and B. Tierney, 'A TCP Tuning Daemon,' SC2002, 2002
  9. W. Feng, J. Hurwitz, H. Newman, S. Ravot, R. L. Cottrell, O. Martin, and F. Coccetti, C. Jin, X. Wei, 'Optimizing 10-Gigabit Ethernet for Networks of Workstations, Cluster, and Grids: A Case Study,' SC2003, Nov., 2003
  10. J. Jo, J. Kong, and O. Byeon 'Optimizing System Performance for Uncompressed HDTV over Gigabit Ethernet: A Case Study,' IEEE ICACT 2006, Feb., 2006
  11. A. Chervenak, I. Foster, C. Kesselman, C. Salisbury, and S. Tuecke, 'The Data Grid: Towards an Architecture for the Distributed Management and Analysis of Large Scientific Datasets,' Network and Computer Applications, vol.23, pp.187-200, 1999 https://doi.org/10.1006/jnca.2000.0110
  12. VeriTest, 'Chelsio Communications: 10-gigabit Network Adapter Performance Study,' Aug., 2004
  13. Force10 Networks, 'http://www.force10networks.com/'
  14. 'Iperf 1.7.0 - The TCP/UDP Bandwitdth Measurement Tool,' http://dast.nlanr.net/Projects/Iperf/
  15. 'Nctperf: Public Netperf Homepage,' http://www.netperf.org/
  16. B. Huang, M. Bauer, and M. Katchabaw, 'Hpcbench - A Linux-based Network Benchmark for High Performance Networks,' in Proc. of the 19th International Symposium on High Performance Computing Systems and Applications, May, 2005 https://doi.org/10.1109/HPCS.2005.32
  17. W. R. Stevens, 'TCP/IP Illustrated, vol.1, the protocols,' p.289
  18. IEEE, 'Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection(CSMNCD) Access Method and Physical Layer Specifications', ANSI/IEEE Std. 802.3-1985, 1985
  19. H. J. Richard, C. Peter, and D. Steven, 'Performance of Gigabit and 10 Gigabit Ethernet NICs with Server Quality Motherboards' Grid Edition of Future Generation Computer Systems, vol.21, pp.469-488, April, 2005 https://doi.org/10.1016/j.future.2004.10.002
  20. R. Prasad, M. Jain and C. Dovrolis, 'Effects of Interrupt Coalescence on Network Measurements,' in Proc. of Passive and Active Measurement (PAM) Workshop, April, 2004
  21. P. Karn and C. Partridge, 'Improving round-trip time estimates in reliable transport protocols,' Computer Communications Rev., vol.17, no.5, pp.2-7, Aug., 1987 https://doi.org/10.1145/55483.55484