基于RDMA读优先锁机制的设计与实现

发布时间：2021-04-06 05:15

　　近年,基于远程直接内存访问（Remote Direct Memory Access,RDMA）的分布式系统广泛应用。其使用锁实现访问共享资源时的并发控制。锁一般采用先来先服务调度,该方式虽然能保证请求整体的公平性,但是高延迟的写操作使得后续读操作显著增加等待时间,并且限制了读操作的并发性。注意到在放松一致性要求的应用场景中,如分布式机器学习框架参数服务器,并不要求对参数的更新和读取严格按序,即使部分读写重排,通过多次迭代收敛,仍能保证程序的正确性。针对上述场景,为了提升系统整体性能,提出了一种基于RDMA的可调度读优先锁机制,可以将一批读操作重排到写操作之前,避免了写操作带来的阻塞。该锁机制具有以下特点:首先,使用RDMA原子取和加（Fetch_and_Add,FA）原语,将锁的表示、获取、释放和RDMA原子原语特性紧密结合在一起,同时申请和释放锁操作,无需服务器端处理器介入;其次,使用RDMA原语的无通知方式,减少了轮询开销,降低通信延迟;再次,通过先取号再服务的方式,在无全局队列存储的情况下实现公平的锁分配策略,保证申请锁的各个节点等待时间上... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 课题来源
    1.4 本文主要研究内容
    1.5 论文组织结构
2 RDMA与分布式锁
    2.1 RDMA
    2.2 分布式锁的挑战
    2.3 现有的解决方案
    2.4 本章小结
3 基于RDMA读优先锁机制的设计
    3.1 RDMA原语的选择
    3.2 锁表示与存储
    3.3 获取和释放锁
    3.4 容错处理
    3.5 锁代价与平衡
    3.6 方案对比
    3.7 本章小结
4 基于RDMA读优先锁机制的实现
    4.1 系统架构
    4.2 服务器
    4.3 客户端
    4.4 本章小结
5 基于RDMA读优先锁机制的测试
    5.1 测试环境
    5.2 测量指标与测试方式
    5.3 测试结果与分析
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 论文工作总结
    6.2 未来工作展望
致谢
参考文献
附录1 研究生期间研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于RDMA的分布式存储系统研究综述[J]. 陈游旻,陆游游,罗圣美,舒继武.  计算机研究与发展. 2019(02)
[2]基于RDMA高速网络的高性能分布式系统[J]. 魏星达,陈榕,陈海波.  大数据. 2018(04)



本文编号：3120834