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10.02.2020 | Ausgabe 2/2020

Telecommunication Systems 2/2020

BloomTime: space-efficient stateful tracking of time-dependent network performance metrics

Zeitschrift:
Telecommunication Systems > Ausgabe 2/2020
Autoren:
Racyus D. G. Pacífico, Lucas B. Silva, Gerferson R. Coelho, Pablo G. Silva, Alex B. Vieira, Marcos A. M. Vieira, Ítalo F. S. Cunha, Luiz F. M. Vieira, José A. M. Nacif
Wichtige Hinweise

Publisher's Note

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Abstract

Network monitoring is essential to tasks ranging from planning to troubleshooting. Unfortunately, comprehensive real-time monitoring of complex networks with large traffic volume is challenging. In particular, tracking of time-dependent metrics, such as round-trip latency or transmission rate requires maintaining state and this is hard to scale. We propose BloomTime: a network monitoring primitive in hardware that employs standard bloom filters to approximately track the times between packets. We have prototyped BloomTime on the NetFPGA platform. As a use case, we use BloomTime to monitor the mean and variance of packet inter-arrival times. We have compared BloomTime against end-host measurements and a centralized solution using classic stateful monitoring. We show that BloomTime can monitor 70 times more flows than the traditional stateful approach with approximation errors below 20%. BloomTime was validated in a realistic test environment using real traces. We show that BloomTime can monitor simultaneously 2000 flows on the NetFPGA 1G board (first generation) with 4 MB of SRAM.

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