分布式塊存儲系統(tǒng)在大數(shù)據(jù)與高性能計算中占據(jù)了重要地位。網(wǎng)絡與存儲技術的快速發(fā)展使得分布式塊存儲系統(tǒng)能夠提供極低的訪問延遲。當網(wǎng)絡與存儲設備的延遲達到微秒級時,系統(tǒng)層級設計、內核線程調度與跨態(tài)設備訪問等軟件棧開銷成為整體訪問開銷中不可忽視的一部分。為獲得更低的訪問延遲與更高的吞吐率,針對低延遲分布式塊存儲系統(tǒng)提出了一個輕量級遠程過程調用（Remote Procedure Call,RPC）框架——uRPC。uRPC基于遠程內存直接訪問（Remote Direct Memory Access,RDMA）技術進行通信,并采用輪詢驅動線程模型避免內核線程調度開銷。針對輪詢驅動線程模型的特性,提出了基于全局連接池的連接管理方案,實現(xiàn)了連接在CPU核間的負載均衡與公平調度;提出了基于CPU核分區(qū)的RDMA內存池方案,降低RDMA內存的分配開銷。針對RDMA小數(shù)據(jù)塊傳輸?shù)南拗?提出了消息聚合方案,提高uRPC的吞吐率。面向分布式塊存儲的數(shù)據(jù)平面,提出了基于RDMA立即數(shù)語義的RPC通信模型優(yōu)化方案,降低訪問延遲并提高吞吐率。測試結果表明,uRPC請求的響應延遲低至5微秒,單服務器的吞吐率能夠達到每秒... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 相關研究概況
    1.3 本文研究的主要內容
    1.4 論文結構
2 低延遲分布式塊存儲系統(tǒng)分析
    2.1 分布式塊存儲系統(tǒng)整體架構
    2.2 低延遲的全用戶態(tài)框架分析
    2.3 用戶態(tài)通信模型分析
    2.4 本章小結
3 基于輪詢驅動線程模型的RPC框架設計
    3.1 線程模型與RPC框架分析
    3.2 uRPC框架整體設計
    3.3 基于全局連接池的連接管理
    3.4 基于CPU核分區(qū)的內存管理
    3.5 本章小結
4 基于RDMA特性的傳輸優(yōu)化
    4.1 面向小數(shù)據(jù)請求的消息聚合方案
    4.2 面向分布式存儲的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化
    4.3 本章小結
5 uRPC框架性能評估
    5.1 測試環(huán)境
    5.2 基準測試
    5.3 uRPC框架性能測試
    5.4 連接管理方案的多核間負載均衡
    5.5 消息聚合評估
    5.6 uRPC數(shù)據(jù)傳輸性能評估
    5.7 本章小結
6 總結及展望
    6.1 全文總結
    6.2 工作展望
致謝
參考文獻
附錄 攻讀碩士學位期間參加的主要科研項目


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于RDMA的分布式存儲系統(tǒng)研究綜述[J]. 陳游旻,陸游游,羅圣美,舒繼武.  計算機研究與發(fā)展. 2019(02)
[2]基于RDMA高速網(wǎng)絡的高性能分布式系統(tǒng)[J]. 魏星達,陳榕,陳海波.  大數(shù)據(jù). 2018(04)
[3]面向虛擬機的分布式塊存儲系統(tǒng)設計及實現(xiàn)[J]. 賈博文,張文軍,李小勇.  微型電腦應用. 2015(03)
[4]基于InfiniBand的RPC優(yōu)化[J]. 明亮,馮丹,王芳,陳碧硯.  計算機工程與科學. 2013(07)
[5]用戶態(tài)RPC協(xié)議分析及其多線程優(yōu)化[J]. 周俊,王芳,李陽,明亮,萬勇.  計算機研究與發(fā)展. 2012(S1)

碩士論文
[1]用戶態(tài)RPC over RDMA優(yōu)化技術的研究與實現(xiàn)[D]. 楊恒.華中科技大學 2016
[2]基于RDMA跨態(tài)通信協(xié)議的研究與實現(xiàn)[D]. 李亮.華中科技大學 2016
[3]Ceph分布式文件系統(tǒng)的研究及性能測試[D]. 李翔.西安電子科技大學 2014



本文編號：2950167