【摘 要】
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在数据处理系统领域,高效的进行点到点的数据通信和远程数据访问是一个极具挑战的问题,其中,网络性能的优劣直接影响通信和服务质量。为了加速点到点的通信速度,提高通信效率和可靠性,远程内存直接访问（Remote Direct Memory Access,RDMA）技术逐渐兴起。RDMA将网络数据栈的封包、解包、数据验证等工作集成在RDMA网卡内部,通过硬件来实现,解放CPU算力。除此之外RDMA技术还通
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在数据处理系统领域,高效的进行点到点的数据通信和远程数据访问是一个极具挑战的问题,其中,网络性能的优劣直接影响通信和服务质量。为了加速点到点的通信速度,提高通信效率和可靠性,远程内存直接访问（Remote Direct Memory Access,RDMA）技术逐渐兴起。RDMA将网络数据栈的封包、解包、数据验证等工作集成在RDMA网卡内部,通过硬件来实现,解放CPU算力。除此之外RDMA技术还通过在网卡内部缓存页表的方式做到了无远端CPU参与下的数据传输。因其高带宽、高吞吐、超低通信延迟等特性,RDMA被越来越多的数据处理中心所采用,对于数据密集型应用尤为如此。然而,目前广泛使用的RDMA技术并没有充分发挥数据中心多路网络的优势。由于RDMA网络的通信特点,大部分点到点的RDMA网络连接都是针对单一链路设计的,并没有发挥数据中心网络层级拓扑的优势,忽略了点到点的多链路特点。相应的,基于单链路RDMA的远程过程调用（Remote Procedure Call,RPC）框架也忽略了多链路带来的性能优势。基于多链路RDMA的RPC设计极具挑战,首要原因在于硬件约束,RDMA网卡的设计场景是全链路的RDMA网络,并没有考虑到Ro CE等基于传统以太网的RDMA网络,自然也就将多路特性排除在外。其次在于多路RDMA网络RPC的复杂性,要充分考虑多路网络所带来的链路选择、乱序到达等问题。针对以上问题,本文做出以下工作:1.本文设计并实现了一种多路RDMA网络方案,充分发挥底层网络的层级拓扑、点到点多链路的特点。将单一数据流按链路优劣分割成多个子数据流,并通过多路RDMA网络进行数据的传输。除此之外多路RDMA网络可以对突发网路异常和网络拥塞做出快速反应,并动态调度子数据流,以避免网络波动和拥塞造成的性能下降。2.针对上述的多路RDMA网络设计并实现了一个多路RDMA用户态RPC框架,充分利用多路RDMA的特点,实现了多连接、负载均衡、动态连接等特点。将控制面RPC和数据面RPC分开处理,采用不同的RDMA通信原语,相比于传统RPC框架,本文实现的RPC框架具有更高吞吐、动态伸缩、低延迟等优势。
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