1(中国科学院计算技术研究所高性能计算机研究中心 北京 100190); 2(中国科学院大学计算机与控制工程学院 北京 100049) (anzhongqi@ncic.ac.cn)
出版日期: 2018-04-01基金资助:国家重点研发计划项目(2016YFB0200204，2016YFB0200300)；国家自然科学基金青年科学基金项目(61402444，61502454)Memcached Optimization on High Performance I/O Technology
An Zhongqi1, Du Hao1,2, Li Qiang1, Huo Zhigang1, Ma Jie11(High Performance Computer Research Center, Institute of Computing Technology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190) 2(School of Computer and Control Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049)
Online: 2018-04-01摘要/Abstract
摘要： 内存对象缓存系统在通信方面受制于传统以太网的高延迟，在存储方面受限于服务器内可部署的内存规模，亟需融合新一代高性能I/O技术来提升性能、扩展容量.以广泛应用的Memcached为例，聚焦内存对象缓存系统的数据通路并基于高性能I/O对其进行通信加速与存储扩展.首先，基于日益流行的高性能远程直接内存访问(remote direct memory access, RDMA)语义重新设计通信协议，并针对不同的Memcached操作及消息大小设计不同的策略，降低了通信延迟.其次，利用高性能NVMe SSD来扩展Memcached存储，采用日志结构管理内存与外存2级存储，并通过用户级驱动实现对SSD的直接访问，降低了软件开销.最终，实现了支持JVM环境的高性能缓存系统U2cache.U2cache通过旁路操作系统内核和JVM运行时与内存拷贝、RDMA通信、SSD访问交叠流水的方法，显著降低了数据访问开销.实验结果表明，U2cache通信延迟接近RDMA底层硬件性能；对大消息而言，相较无优化版本，性能提高超过20%；访问SSD中的数据时，相比通过内核I/O软件栈的方式，访问延迟最高降低了31%.
参考文献
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