{"id":38045,"date":"2019-10-31T22:21:21","date_gmt":"2019-10-31T19:21:21","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/sravnenie-proizvoditelnosti-setevogo-drajvera-v-variantah-na-10-yazykah-programmirovaniya\/"},"modified":"2019-10-31T22:21:21","modified_gmt":"2019-10-31T19:21:21","slug":"sravnenie-proizvoditelnosti-setevogo-drajvera-v-variantah-na-10-yazykah-programmirovaniya","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/novosti-interneta\/sravnenie-proizvoditelnosti-setevogo-drajvera-v-variantah-na-10-yazykah-programmirovaniya","title":{"rendered":"Vergleich der Leistung von Netzwerk-Driver-Varianten in 10 Programmiersprachen","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

Eine Forschergruppe aus deutschen Universit\u00e4ten die<\/a><\/noindex> die Ergebnisse Experiment<\/a><\/noindex>, bei dem in verschiedenen Programmiersprachen zehn Varianten eines Standardtreibers f\u00fcr Intel Ixgbe (X5xx) 10-Gigabit-Netzwerkkarten entwickelt wurden. Der Treiber l\u00e4uft im Benutzermodus und ist in den Sprachen C, Rust, Go, C#, Java, OCaml, Haskell, Swift, JavaScript und Python implementiert. Beim Schreiben des Codes wurde besonderes Augenmerk auf die Maximierung der Leistung unter Ber\u00fccksichtigung der Besonderheiten jeder Sprache gelegt. Funktional sind alle Varianten identisch und bestehen aus etwa 1000 Zeilen Code. Die Ergebnisse des Projekts werden<\/a><\/noindex> unter der BSD-Lizenz.<\/p>\n

Die Treibervariante in Rust erwies sich in Bezug auf die Leistung als sehr nah am Referenztreiber in C. Bei einer Belastung mit gleichzeitiger Sendung von Bl\u00f6cken zu jeweils 32 Paketen lag der Rust-Treiber etwas zur\u00fcck, zeigte jedoch bei Tests mit mehr als 32 Paketen im Block praktisch keinen Geschwindigkeitsunterschied zum Treiber in C und erreichte eine Leistung von 28 Millionen Paketen pro Sekunde auf einem Server mit einem Xeon E3-1230 v2 3,3 GHz CPU.<\/p>\n

\"Vergleich<\/a><\/noindex><\/center><\/p>\n

Die n\u00e4chste Leistungsstufe wurde von den Treibern in den Sprachen Go und C# eingenommen, die ziemlich \u00e4hnliche Ergebnisse erzielten (der Go-Treiber war in Tests mit Bl\u00f6cken bis zu 16 Paketen \u00fcberlegen, jedoch etwas im Nachteil bei Tests mit mehr als 16 Paketen pro Block). Bei 256 Paketen pro Block erreichte der C#-Treiber eine Spitzenleistung von etwa 28 Millionen Paketen pro Sekunde, w\u00e4hrend der Go-Treiber etwa 25 Millionen Pakete pro Sekunde erzielte. <\/p>\n

Anschlie\u00dfend folgten mit ziemlich \u00e4hnlichen Ergebnissen die Treiber in
\nJava, OCaml und Haskell, die bereits deutlich hinter den vorher betrachteten Alternativen zur\u00fcckblieben und die Marke von 12 Millionen Paketen pro Sekunde nicht \u00fcbertreffen konnten. Noch gr\u00f6\u00dfer war der R\u00fcckstand bei den Treibern f\u00fcr Swift und JavaScript, die nur Streams auf einem Niveau von 5 Millionen Paketen pro Sekunde verarbeiten konnten. <\/p>\n

Der Python-Treiber erreichte nur 0,14 Millionen Pakete pro Sekunde. Die Implementierung in Python wurde verwendet, um die Geschwindigkeit von Interpretern ohne JIT und spezifische Optimierungen zu bewerten (der Code wurde mit CPython 3.7 ausgef\u00fchrt und war nicht mit PyPy kompatibel, aber es wird angemerkt, dass die Optimierung der Datenstrukturen die Leistung um etwa das Zehnfache steigern k\u00f6nnte).<\/p>\n

Zus\u00e4tzlich wurden Tests zu den Latenzzeiten durchgef\u00fchrt, die die Effektivit\u00e4t des Buffers und den Einfluss des Garbage Collectors zeigten. Bei den Tests wurde die Verz\u00f6gerung nach der Weiterleitung jedes Pakets durch den Treiber im Vergleich zur genau bekannten Sendezeit gemessen. Die Treiber in C und Rust blieben die Spitzenreiter, deren Ergebnisse bei einem Datenstrom von einer Million Paketen pro Sekunde (ca. 20 \u03bcs) nahezu identisch waren. Der Treiber in Go schnitt ebenfalls gut ab und lag nur geringf\u00fcgig hinter den Spitzenreitern mit ebenfalls etwa 20 \u03bcs. Der C#-Treiber zeigte Verz\u00f6gerungen von etwa 50 \u03bcs.
\nDie gr\u00f6\u00dften Verz\u00f6gerungen traten bei den Treibern in JavaScript und Java auf (Verz\u00f6gerungen \u00fcber 300 \u03bcs).<\/p>\n

\"Vergleich<\/a><\/noindex><\/center><\/p>\n

Die Untersuchung wurde durchgef\u00fchrt, um die M\u00f6glichkeiten zur Entwicklung von Treibern und Betriebssystemkomponenten in h\u00f6heren Programmiersprachen als C zu bewerten. Derzeit entfallen 39 von 40 Speicherproblemen in Linux auf Treiber, weshalb die Fragen zur Anwendung einer sichereren Sprache und zur Auslagerung von Treibern aus dem Kernel in den Benutzermodus weiterhin von Bedeutung sind. sind nach wie vor relevant.<\/a><\/noindex> Die Hersteller experimentieren bereits aktiv in diese Richtung (zum Beispiel hat Google einen TCP-Stack f\u00fcr das Betriebssystem Fuchsia<\/a><\/noindex> in der Programmiersprache Go entwickelt, das Unternehmen CloudFlare hat<\/a><\/noindex> eine Implementierung des QUIC-Protokolls in Rust geschaffen, und Apple hat den TCP-Stack auf mobilen Ger\u00e4ten in den Benutzermodus verschoben).<\/p>\n

Die durchgef\u00fchrte Arbeit zeigt, dass die Programmiersprache Rust der beste Kandidat f\u00fcr die Entwicklung von Treibern ist. Die in Rust bereitgestellten M\u00f6glichkeiten erm\u00f6glichen es, Probleme, die durch die niedriglevelige Speicherverwaltung entstehen, zu umgehen, wobei die Leistung um etwa 2 % bis 10 % im Vergleich zu Treibern in C verringert wird. Auch die Sprachen Go und C# wurden als geeignet f\u00fcr die Erstellung von Systemkomponenten anerkannt, in Situationen, in denen Millisekunden-Verz\u00f6gerungen durch die Verwendung eines Garbage Collectors akzeptabel sind.<\/p>\n

<\/a><\/noindex><\/p>\n

Quelle: opennet.ru<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"

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