Performance analysis of virtualized network interfaces with NAPI

Em ambientes virtualizados, como nuvens computacionais, a capacidade efetiva de transmissão de dados via rede tende a ser inferior à de ambientes não virtualizados quando aplicações que fazem uso intensivo da rede são executadas. Uma das principais causas para essa diferença na capacidade de transmissão é a arquitetura da virtualização de rede, que adiciona passos para o sistema operacional transmitir e receber um pacote. Esses passos adicionais acarretam em maior utilização de memória e de processamento. Em ambientes virtualizados com o sistema operacional GNU/Linux, a New Application Programming Interface (NAPI) é utilizada para reduzir os impactos negativos da virtualização por meio de agregação de interrupções. Nesta dissertação de mestrado, são estudados mecanismos que modificam a configuração da NAPI. Experimentos mostram que esses mecanismos afetam o desempenho de máquinas virtuais e tem consequências diretas nas aplicações que fazem uso intensivo de rede e que são executadas em ambientes com os softwares de virtualização Xen, VMware e VirtualBox.In virtualized environments, such as cloud computing, the effective capacity of data transmission via network cards tends to be lower than that in non-virtualized environments, when network intensive applications are executed. A major cause for this difference in the transmission capacity is the architecture of network virtualization, which adds some steps to be performed by the system when packets are transmitted or received. These additional steps cause more memory and processing usage. In virtualized environments with the GNU/Linux operating system, the New Application Programming Interface (NAPI) is used to reduce the negative impacts of virtualization through interrupt coalescence. In this dissertation, mechanisms that modify the configuration of NAPI are studied. Experiments show that these mechanisms affect the performance of virtual machines and have direct effects in applications that make intensive use of the network in environments with Xen, VMware and VirtualBox