%0 Thesis %1 info3-bachelor-2020-4 %A Knaub, Andrej %D 2021 %K i3thesis ats-performance %T Investigation of Stream Aggregates for Asynchronous Traffic Shaping %X Kontakt: alexej.grigorjew@uni-wuerzburg.de -- Moderne Systeme enthalten immer mehr Machine-to-Machine (M2M) Kommunikation, welche traditionell durch Bus-Systeme wie CAN und PROFIBUS unterstützt wurden. Neuere Systeme haben jedoch höhere Anforderungen an Bandbreite, Latenz und Zuverlässigkeit, weshalb langsam ein Übergang in Richtung Ethernet-Technologien stattfindet. Daraus entstanden sehr viele verschiedene Technologien, die im Grunde die gleichen Ziele verfolgen, aber untereinander nicht kompatibel sind. Die IEEE Standardisierungsgruppe Time-Sensitive Networking (TSN) versucht, durch diverse Erweiterungen der Ethernet-Standards eine einheitliche Definition der Mechanismen zu bilden. Ein solcher Mechanismus, der Echtzeit-Garantien ermöglicht, lautet Asynchronous Traffic Shaping (ATS). Zur Einhaltung der Garantien sind außerdem Reservierungsprotokolle im Einsatz. Ein neuer Echtzeit-Datenstrom sendet seine Anforderungen an das Netzwerk und wird entweder angenommen oder abgelehnt, je nach vorhandenen Ressourcen. Dabei geht es nicht nur um Bandbreite, sondern z.B. auch um Warteschlangenlängen und Prioritäten. Formeln zur Berechnung der Latenz existieren bereits in der Literatur. Diese sind jedoch von Natur aus ineffizient bei Datenströmen, die sehr selten senden (~ 1 Mal pro Sekunde). Sie verbrauchen ähnlich viele Warteschlangen-Ressourcen wie häufig sendende Ströme (~ 1 Mal pro Millisekunde), benötigen aber natürlich viel weniger Bandbreite. So kann eine Ablehnung schon dann erfolgen, wenn eigentlich kaum Verkehr fließt. Hier soll Stream Aggregation ansetzen. Viele sehr kleine Datenströme werden zu einem größeren Strom mit etwas höherer Bandbreite zusammengefasst, um die Ressourcen effizienter einsetzen zu können. Für ATS auf der Data-Plane erscheint das Aggregat wie ein einziger Strom. In dieser Arbeit soll ein kleines Framework zur Berechnung der Latenzgarantien in einem gegebenen Netzwerk geschrieben werden. Außerdem soll eine Möglichkeit zur Aggregation mehrerer Ströme eingebaut werden. In der Evaluation soll dann dieses Framework benutzt werden, um für einige Netzwerke exemplarisch die Effizienz mit und ohne Aggregation zu vergleichen.

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