Bachelor Thesis BCLR-2019-02

BibliographyMaser, Mario: Entwurf und Entwicklung eines Host-Frameworks für zeitgesteuerte Übertragungen von Netzwerkpaketen mit Hardwareunterstützung.
University of Stuttgart, Faculty of Computer Science, Electrical Engineering, and Information Technology, Bachelor Thesis No. 2 (2019).
63 pages, german.
Abstract

In der Industrie 4.0 und der Automobilbranche steigt der Bedarf an Netzwerken, welche einerseits hohe Bandbreiten unterstützen und andererseits zeitkritische Informationen innerhalb fest vorgegebener Zeitschranken übertragen konnen. Das Ziel dieser Bachelor Thesis ist der Entwurf sowie die Entwicklung eines Frameworks für zeitgesteuerte Übertragungen von Netzwerkpaketen über Ethernet mit einem Intel I210 Network Interface Controller. Das Framework soll die Socket API um Funktionen erweitern, die es einem Endnutzer ermöglichen, einen Sendezeitstempel in der Zukunft zu übergeben zu dem das Paket versendet werden soll. Der Intel I210 unterstützt das sogenannte Audio-Video-Bridging, eine Technologie mit der es möglich ist Audio- und Videostreams zeitgenau versenden zu können. Diese Funktion wird genutzt, um auch andere Protokolle mit anderen Nutzdaten zu versenden. In diesem Kontext spricht man von Time Sensitive Networks. Richard Cochran (Linutronix) veröffentlichte im September 2017 einen Linux Kernel Patch der eben diese Funktionen im Treiber des Intel I210 zugänglich macht. Das Framework simplifiziert diese Schnittstelle indem es den Socket eigenständig konfiguriert und die Kontrollstrukturen zum setzen des Sendezeitstempels beim Übertragen automatisch ohne das Zutun des Nutzers an die Nachrichten anhängt. Die Tests zeigen eine deutliche Verbesserung der zeitlichen Präzision beim Senden von Netzwerkpaketen unter Zuhilfenahme des Sendezeitstempels im Vergleich zu normalen Sendevorgängen ohne die Übergabe eines Sendezeitstempels.

Department(s)University of Stuttgart, Institute of Parallel and Distributed Systems, Distributed Systems
Superviser(s)Rothermel, Prof. Kurt; Hellmanns, David; Falk, Jonathan
Entry dateMay 16, 2019
   Publ. Department   Publ. Institute   Publ. Computer Science