ScaleRPC:一种基于可靠连接的可扩展RDMA远程过程调用

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"基于可靠连接和高效资源共享的可扩展RDMA RPC" 在分布式系统中,远程直接内存访问(RDMA)因其极低的延迟和高带宽特性而备受青睐。然而,当通过可靠的连接(RC)向越来越多的目标传输数据时,RDMA的性能扩展性不佳,且会遭遇性能退化的问题。这个问题的根本原因在于网络接口卡(NIC)缓存、CPU缓存以及每个服务器的内存中的资源竞争。 针对这一挑战,陈业明、吕悠游和舒继武等人提出了一种名为ScaleRPC的高效RPC(远程过程调用)原语,它利用可靠的连接上的单边RDMA操作来实现可扩展的性能。ScaleRPC旨在有效缓解资源竞争,从而提升系统的整体效率。 1) 连接分组(Connection Grouping):ScaleRPC引入了连接分组的概念,将网络连接组织成多个组,以平衡NIC缓存的饱和度和thrashing(缓存替换频繁导致的性能下降)。通过这种方式,可以确保每个连接组都能获得相对均衡的资源,避免单一连接过度占用资源,提高整个系统的吞吐量。 2) 虚拟映射(Virtualized Mapping):为了减少CPU缓存未命中的情况并优化内存利用率,ScaleRPC实现了虚拟映射功能,允许不同的连接组共享同一个消息池。这样,来自不同连接的数据请求可以更有效地复用缓存空间,降低内存访问延迟,进一步提高系统性能。 3) 高效资源调度:ScaleRPC还可能包含了高效的资源调度策略,以动态调整连接组的资源分配,适应不断变化的工作负载。这可能包括基于优先级的调度或基于预测的资源预分配,以最大化资源利用并最小化延迟。 4) 异步处理:考虑到RDMA的单边操作特性,ScaleRPC可能利用异步处理机制,使得发送端可以在等待响应的同时执行其他任务,提高了并发处理能力,降低了系统的整体等待时间。 5) 故障恢复和可靠性:在可靠的连接上使用RDMA,ScaleRPC必须具备有效的错误检测和恢复机制,以保证服务的高可用性和数据的完整性。这可能包括冗余连接、心跳检测和重传策略等。 ScaleRPC是一种创新的RPC解决方案,它通过连接分组和虚拟映射等技术解决了RDMA在可靠连接下的扩展性问题,同时通过高效资源管理和故障恢复策略保证了系统的稳定性和可靠性。这一工作对构建大规模分布式系统提供了新的思路,有望推动RDMA技术在云存储、大数据处理和高性能计算等领域的应用。