초록

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최근 real-time 시스템들이 많이 개발되어 상용화되고 있고, 여러 산업분야에 적용되고 있다. 한편 리눅스 운영체제의 사용이 증가하고 안정화됨에 따라, 이 시스템에 real-time 기능을 추가하기 위한 노력으로 여러 프로젝트가 진행 중에 있다. 이 가운데 시스템간에 네트웍 패킷을 송수신하고 이를 처리하는 과정에 대해 본 논문은 soft real-time을 적응하고자 한다. 기존 방식은 TOP HALF와 BOTTOM HALF로 인터럽트 처리과정을 나누어 BOTTOM HALF의 크기와 시스템 콜의 사용 빈도에 비례하여 종료시간을 예측할 수 없다. 이에 본 논문에서는 real-time 네트웍 패킷을 좀더 신속히 처리할 수 있도록 네트웍 인터럽트 처리 방안을 소개하고자 한다.

최근 real-time 시스템들이 많이 개발되어 상용화되고 있고, 여러 산업분야에 적용되고 있다. 한편 리눅스 운영체제의 사용이 증가하고 안정화됨에 따라, 이 시스템에 real-time 기능을 추가하기 위한 노력으로 여러 프로젝트가 진행 중에 있다. 이 가운데 시스템간에 네트웍 패킷을 송수신하고 이를 처리하는 과정에 대해 본 논문은 soft real-time을 적응하고자 한다. 기존 방식은 TOP HALF와 BOTTOM HALF로 인터럽트 처리과정을 나누어 BOTTOM HALF의 크기와 시스템 콜의 사용 빈도에 비례하여 종료시간을 예측할 수 없다. 이에 본 논문에서는 real-time 네트웍 패킷을 좀더 신속히 처리할 수 있도록 네트웍 인터럽트 처리 방안을 소개하고자 한다.

AI 본문요약

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 본 논문은 특정 네트웍 패킷을 받아서 패킷을 분석하고 프로세스를 스케줄하여 실행할 수 있는 소프트 리얼 타임 패킷 처리 방식을 제안하였다. 이 기능은 긴급 메시지를 보내어 특정 작업을 네트웍을 통해 처리해야 할 경우에 적용될 수 있다.
• 이에 본 논문은 리눅스 운영체제의 네트웍 서비스에 대하여 기존 네트웍 드라이버와 프로토콜을 변경없이 사용하면서, 작은 크기의 BOTTOM HALF, TOP HALF 와 BOTTOM HALF의 연속적인 실행을 보장하는 방법을 제안한다.

제안 방법

• 본 논문이 제안하는 시스템은 이원화된 스케줄러를 갖는다. 리얼타임 패킷을 받으면 TOP HALF에서 메시지를 분석하고, 해당 명령을 수행하기위해 리얼타임 프로세스를 리얼타임 프로세스 테이블에서 해당 메시지에 해당하는 리얼타임 프로세스를 찾아서 실행한다. 기존 리눅스의 스케줄러는 enqueue된 프로세스를 다음 4가지 이벤트가 발생될 때마다 실행된다.
• 그러나 IP 계층의 기능을 전부 지원하기 위해서는 코드 사이즈가 커지고, TOP HALF에서 리얼타임 프로세스에 대한 스케줄링까지 해야하므로, 신속한 처리가 어려워진다. 본 논문에서는 IP 계층의 기능중 최소한의 IP checksum 과 reassemble 기능만올 추가하고 라우팅과 IP option 처리 기능은 제거하여 간단하고 코드 사이즈가 작은 IP 계층을 구현한다.
• 본 논문은 리눅스 기반의 리얼타임 네트웍 서비스를 제안하므로, 관련 연구로써 기존 리눅스에서 네트웍 인터럽트의 발생과 그 처리 방법에 대해서 커널 2.4.2 버전의 코드를 조사하였다. 다음 그림은 2단계에 걸쳐 2.
• 본 논문이 제안하는 시스템은 이원화된 스케줄러를 갖는다. 리얼타임 패킷을 받으면 TOP HALF에서 메시지를 분석하고, 해당 명령을 수행하기위해 리얼타임 프로세스를 리얼타임 프로세스 테이블에서 해당 메시지에 해당하는 리얼타임 프로세스를 찾아서 실행한다.

성능/효과

• 기존 RT linux의 스케줄링방식은 RT linux 커널의 자료구조 일부를 기존 리눅스 시스템과 공유하는 방식임에 비해 본 논문에서는 스케줄링과 관련된 자료구조를 기존 리눅스 시스템에 포함시키기 때문에 좀 더 효율적인 처리를 기대할 수 있다.
• 따라서 리얼타임 프로세스는 동작이 단순하고 시스템 자원의 요청과 시스템 콜의 사용을 최대한 낮춰야 한다. 본 논문에서 제안하는 리얼타임은 기존 리눅스 운영체제 기반하에 설계되었기 때문에 시스템 콜과 자원 관리 기능은 기존 리눅스에 의존한다.

후속연구

• 그러나 시스템 콜처럼 블록되거나 코드 크기가 큰 작업은 리얼타임 처리에 불리하므로 제한된 경우에 적용된다. 따라서 모든 네트웍 패킷에 대해 소프트 리얼타임을 적용하기 위해서는 크기가 작은 TCP/IP의 구현과 블록되지 않는 시스템콜을 제작 해야 할 것이다.

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이 논문을 인용한 문헌

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