Developers widely use actor frameworks to build highly distributed systems. However, modern actor frameworks are limited in their network implementations, with Transmission Control Protocol (TCP) and User Datagram Protocol (UDP) being the main protocols used for network communication. This thesis investigates the use of specialized network protocols to improve the performance of actor frameworks in distributed systems. Message-passing, while commonly based on TCP, needs more performance and security than other protocols; therefore, the focus will be on different low-latency transport protocols that could substitute TCP. This work examines actor communication at the transport layer, considering the constraints of the deployment that often dictate the choice of a transport protocol. We explore how Quick UDP Internet Connections (QUIC), a low-latency transport protocol, affects actor systems performance and reliability by investigating the benefits of replacing TCP with QUIC in Kompact, a component-actor hybrid framework. We provide an overview of other low-latency protocols that fit various actor frameworks and implement QUIC in the networking layer of Kompact. Thereof, we evaluate the performance of QUIC, UDP and TCP in two different scenarios, such as file transfers outside of actor systems and ping-pong latency measurements within Kompact. The results show that glsquic outperforms TCP for larger file transfers outside actor systems, accomplishing higher throughput and faster download times. However, in the Kompact benchmark, QUIC did not outperform TCP due to issues with QUIC’s event loop implementation. The study also highlights the importance of proper synchronization between event loops in distributed systems. The findings suggest that QUIC has the potential to improve performance and reliability in actor systems by reducing latency and enhancing reliability through features such as multiplexing and connection migration. / Utvecklare använder i stor utsträckning actor-ramverk för att bygga väldigt distribuerade system. Moderna actor-ramverk är dock begränsade i sina nätverksimplementationer, med TCP och UDP som de huvudsakliga protokollen för nätverkskommunikation. Denna avhandling undersöker användningen av specialiserade nätverksprotokoll för att förbättra prestandan hos actor-ramverk i distribuerade system. Meddelandehantering, som vanligtvis är baserad på TCP, kräver högre prestanda och säkerhet än andra protokoll. Därför kommer fokus att ligga på olika låg-latens transportprotokoll som kan ersätta TCP. Denna undersökning undersöker actor-kommunikation på transportlagret, med hänsyn till de begränsningar som ofta dikterar valet av transportprotokoll. Vi utforskar hur QUIC, ett låg-latens transportprotokoll, påverkar prestanda och tillförlitlighet i actor-system genom att undersöka fördelarna med att ersätta TCP med QUIC i Kompact, ett komponent-actor hybrid-ramverk. Vi ger en översikt över andra låg-latens protokoll som passar olika actor-ramverk och implementerar QUIC i nätverkslagret av Kompact. Därigenom utvärderar vi prestandan för QUIC, UDP och TCP i två olika scenarier, såsom filöverföringar utanför actor-system och ping-pong-latensmätningar inomKompact. Resultaten visar att QUIC överträffar TCP för större filöverföringar utanför actor-system, uppnår högre genomströmning och snabbare nedladdningstider. Men i Kompact-benchmarken överträffade QUIC inte TCP på grund av problem med QUICs event-loop-implementering. Studien belyser också vikten av korrekt synkronisering mellan event-loops i distribuerade system. Resultaten antyder att QUIC har potential att förbättra prestanda och tillförlitlighet i actor-system genom att minska latens och förbättra tillförlitligheten genom funktioner som multiplexing och anslutningsmigration.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-329811 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Gunnlaugsdóttir, Jódís |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2023:386 |
Page generated in 0.0022 seconds