PIPO-TG: parameterizable high performance traffic generation

Abstract

Nos últimos anos, a demanda por recursos de rede por parte de aplicativos tem experimentado um aumento substancial, devido a requisitos como latência mínima para aplicativos em tempo real (por exemplo, VoIP, jogos) e largura de banda mínima para atividades intensivas em dados (por exemplo, VR, transmissão de vídeo). À medida que as redes de computadores continuam a se expandir em tamanho e complexidade, pesquisadores e profissionais enfrentam desafios complexos na gestão e otimização do desempenho da rede. Nesse contexto, a geração de tráfego de rede desempenha um papel crucial. A geração precisa e realista de tráfego permite avaliações abrangentes do desempenho, eficiência e segurança da rede. Ao simular cenários e padrões de tráfego do mundo real, os pesquisadores podem obter insights valiosos sobre o comportamento da rede e avaliar a eficácia de protocolos, algoritmos e medidas de segurança. A geração de tráfego serve como uma ferramenta fundamental para avançar no campo de redes de computadores, facilitando experimentação e permitindo o desenvolvimento de soluções inovadoras para atender às demandas em constante evolução das infraestruturas de rede modernas. Esta pesquisa se concentra na criação do PIPO-TG, um gerador de tráfego especificamente projetado para o Tofino Switch. Alimentado pela tecnologia de plano de dados programável P4, o PIPO-TG oferece encaminhamento de pacotes personalizável na arquitetura Tofino, garantindo avaliações precisas de desempenho sem gargalos ou distorções. O principal objetivo do PIPO-TG é desenvolver um gerador de tráfego altamente personalizável que possa gerar padrões de tráfego realistas e diversos, incluindo a emulação de anomalias de rede e padrões de comportamento a 100Gb/s por porta, permitindo que os pesquisadores avaliem o desempenho da rede sob condições variáveis, fornecendo encaminhamento de pacotes personalizável com planos de dados programáveis P4. Nossas principais contribuições incluem personalização de cabeçalho de pacote definida pelo usuário e código aberto para reprodutibilidade. Esses esforços promovem a colaboração dentro da comunidade de pesquisa para avançar nas técnicas de geração de tráfego. Mostramos que o PIPO-TG requer apenas algumas linhas de código para simular cenários de rede heterogêneos (por exemplo, bursts de tráfego e ataques DDoS), mantendo o desempenho e a flexibilidade do hardware. Palavras-chave: Geração de tráfego. P4. Redes de Computadores. Geração de experimentos. Intel Tofino.