When IP-packet processing is unconditionally carried out on behalf of an operating system kernel thread, processing systems can experience overload in high incoming traffic scenarios. This is especially worrying for embedded real-time devices controlling their physical environment in industrial IoT scenarios and automotive systems. We propose an embedded real-time aware IP stack adaption with an early demultiplexing scheme for incoming packets and subsequent per-flow aperiodic scheduling. By instrumenting existing embedded IP stacks, rigid prioritization with minimal latency is deployed without the need of further task resources. Simple mitigation techniques can be applied to individual flows, causing hardly measurable overhead while at the same time protecting the system from overload conditions. Our IP stack adaption is able to reduce the low-priority packet processing time by over 86% compared to an unmodified stack. The network subsystem can thereby remain active at a 7x higher general traffic load before disabling the receive IRQ as a last resort to assure deadlines.


翻译:当IP-packet 处理无条件代表操作系统内核线进行时,处理系统在即将到来的大量交通情况中可能会经历超载。这对于在工业IoT情景和汽车系统中控制其物理环境的嵌入实时装置来说尤其令人担忧。我们建议采用嵌入式实时有意识的IP堆叠调整,对进入的包进行早期解解双方案,并随后对每流进行定期排程。通过对现有的嵌入式IP堆叠进行仪器操作,在不需要进一步任务资源的情况下对最小的内嵌式IP堆堆进行严格的优先排序。可以对单个流动采用简单的缓解技术,在保护系统不受超载条件的同时,几乎无法计量间接费用。我们的IP堆叠调整能够将低优先包处理时间减少86%以上,而没有修改的堆叠。因此,网络子可以在停止接收IRQ之前,在7x更高的一般交通负荷中保持活动状态,作为最后手段确保最后期限。

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