Migrating communication software to platforms based on multicore processors

U prvom desetljeću 21.-og stoljeća svjedočimo pojavi višejezgrenih procesora u računalnoj industriji. Događa se konceptualni zaokret u razvoju procesora prema kojem se daljnja ubrzanja procesora omogućuju uvođenjem višestrukih računalnih jezgri, odnosno mikro-procesora na procesorskom čipu. Proizvođači telekomunikacijske opreme prilikom razvoja novih sustava i usluga suočeni su sa novim izazovima pri izradi programske podrške kojima performanse mogu biti unaprijeđene ukoliko znaju iskoristiti sklopovski paralelizam u procesoru. U ovom magistarskom radu prikazana je arhitektura tipičnog telekomunikacijskog čvora, te je prikazan utjecaj uvođenja višejezgrenog procesora na primjeru telekomunikacijskog čvora. Prikazane su suvremene arhitekture jednojezgrenih i višejezgrenih procesora, te konceptualni principi oblikovanja konkurentnih (paralelnih) programa. Prikazan je pregled postojećih programskih okvira za razvoj paralelnih programa, te su navedeni osnovni oblikovni uzorci koji se koriste kod razvoja konkurentnih programa. U praktičnom dijelu rada implementirana je konkurentna varijanta Dijkstrinog algoritma za pronalaženje najkraćih ruta između izvorišnog i odredišnih čvorova u mreži. Implementacija je izvedena u programskom jeziku Java koristeći Java konkurentni radni okvir (engl. Java Concurrency Framework). Dijkstrin algoritam za pronalaženje najkraće rute između dva čvora koristi se u OSPF i IS-IS usmjeravačkim protokolima, te prometnom inženjerstvu.In the first decade of 21st century, we are witnessing introduction of multicore processors in computing industry. There is conceptual change in processor development where additional processor speedups are made by introduction of multiple processor cores, i.e. micro-processors in the processor. Telecommunication equipment vendors are having new challenges when developing their products to create applications whose performance can be improved by utilization of additional parallelism in the chip. This master thesis shows architecture of typical telecommunication node and impact of introduction of multicore processors in the node. Various architectures of microprocessors and multicore processors are presented, including conceptual principles of designing concurrent (parallel) programs. Overview of few frameworks for designing parallel programs are shown with basic software design patterns, which are used for development of concurrent applications. Practical part of this thesis consist of implementation of concurrent Dijkstra algorithm, which is used in finding shortest paths in the network between source and destination node. Implementation was done in Java programming language using Java Concurrency Framework. Dijkstra algorithm used for computing shortest path between nodes is used in OSPF and IS-IS routing protocols and traffic engineering