Resumo: A infraestrutura de computação de borda pode ser dimensionada de datacenters a um único dispositivo. A tecnologia mais conhecida para processamento rápido de pacotes é DPDK, que possui excelente desempenho em relação ao throughput e latência. Porém, existem algumas desvantagens quando o uso é feito na borda: (i) o mecanismo de polling para processamento de pacotes mantém a CPU ocupada exclusivamente mesmo que não haja tráfego, levando ao desperdício de recursos; e (ii) a interface DPDK torna-se indisponível para os aplicativos dentro do host, então a integração entre um aplicativo não DPDK e um aplicativo DPDK torna-se uma tarefa difícil. Neste trabalho, propomos uma solução 5G UPF de código-fonte aberto baseada no 3GPP Release 16 para ser implantada em um ambiente restritivo como o MEC, onde o host MEC e o UPF são colocados com a Estação Base, compartilhando os mesmos recursos computacionais e de rede. A solução aproveita o BPF / XDP, uma nova tecnologia de kernel Linux para processamento rápido de pacotes. Mostramos que ele pode escalar e atingir aproximadamente 10/11 Mpps usando apenas 60 % da CPU com 6 núcleos Ver menos

Abstract: The edge computing infrastructure can scale from datacenters to a single device. The well-known technology for fast packet processing is DPDK, which has outstanding performance regarding the throughput and latency. However, there are some drawbacks when the usage is done in the edge: (i) the polling mechanism for packet processing keeps the CPU exclusively occupied even if there is no traffic, leading to wasted resources; and \(ii) DPDK interface becomes unavailable for the applications inside the host, so the integration between a non-DPDK application and a DPDK application becomes a hard task. In this paper, we propose an open-source in-kernel 5G UPF solution based on 3GPP Release 16 to be deployed in a restrictive environment like MEC, where MEC host and UPF are collocated with the Base Station, sharing the same computational and network resources. The solution leverages the BPF/XDP, a novel Linux kernel technology for fast packet processing. We show it can scale and achieve about 10/11 Mpps using only 60 % of the CPU with 6 cores Ver menos