Analisi delle potenzialità delle schede di rete: funzionalità, offloading e prospettive future

La tesi analizza le capacità delle schede di rete, tracciandone l’evoluzione dalle funzionalità tradizionali alle più recenti innovazioni. Particolare attenzione è rivolta alle tecniche di offloading, che trasferiscono alle schede operazioni tradizionalmente eseguite dal software, ampliandone il ruolo oltre gli strati Fisico e Collegamento fino ai livelli di Rete (IP) e Trasporto (TCP) del modello TCP/IP. Dopo una panoramica sulle schede Ethernet e Wi-Fi, l’analisi si concentra sulle Smart NICs, dotate di risorse di elaborazione dedicate come Data Processing Units (DPU) e Field Programmable Gate Arrays (FPGA). Sono quindi descritte le funzionalità generali, tra cui codifica di canale, multiplazione, strutturazione delle trame e controllo degli errori, controllo del flusso, accesso al mezzo condiviso, risparmio energetico, Wake on LAN, indirizzamento tramite MAC, supporto per reti virtuali e gestione delle priorità. Vengono inoltre trattate le funzionalità avanzate, quali Internet Checksum, Large Send/Receive Offload, Jumbo Frames, Direct Memory Access, ARP e TLS offload, Receive/Transmit Side Scaling e Single Root I/O Virtualization. Infine, attraverso esperimenti condotti con Ncat e Iperf3 presso i laboratori di telecomunicazioni di Cesena e Bologna, vengono valutati i benefici concreti delle funzionalità di offload.