2019 Fiscal Year Research-status Report
マルチレイヤリバースプロキシによる分散キーバリューストアへのトランザクション実装
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18K11324
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
松尾 啓志 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00219396)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川島 龍太 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00710328)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | DPDK / 分散KVS / cassandora / 分散トランザクション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、従来のD-KVSの特徴であるクライアントからの要求を全てのDBノードで受信・問い合わせ処理を行う方式を大転換し、少数のリバースプロキシで受信し、レイヤ２、４を跨いだパケットの纏め上げを行うことにより、(1)パケット数の削減によるスループットの向上 (2)リバースプロキシにコーディネータ機能を持たせることによるトランザクション処理、排他制御を実現する。
本研究は以下の３つのプロジェクトに分けて行う。
プロジェクト１：我々はすでに、SDNの研究において、INTEL DPDKを用いたL2レベルでのパケット纏め上げ手法を提案し、10Gbpsインターフェースでのワイヤーレート通信を実現した。しかしこの手法は単にL2レベルでパケットを纏め上げるのみであり、本研究の主題であるマルチレイヤでのパケット纏め上げを行う場合は、パケット内の情報（セマンティックス）にまで踏み込んだ解析が必要となる。本プロジェクトでは、L2でのレイヤ選択アルゴリズムについて検討する。
プロジェクト２：このプロジェクトでは、D-KVS上での、排他制御・トランザクション機能を実現するために、データベースクエリー解析によるパケット纏め上げ、およびリオーダリング・アウトオブオーダ手法について検討する。我々はすでに、PostgreSQL+PGpool-IIを用いて、データベースリプリケーション時に複数の一貫性制御を行う手法を提案している。その際のデータベースクエリー解析の手法を元に、このプロジェクトを遂行する。
プロジェクト３：このプロジェクトでは、単一故障点がないというD-KVSの利点が、提案手法では失われることに対する対応策について検討する。最初の検討として、ポートミラーリングハブによるパケット同時受信による同時処理と分散合意プロトコルPAXOSによる協調システムによる実現を検討する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2018年度は、プロキシに単純なロック機構を実装し、かつプロキシ内の３２コアを全て使ったメニーコア実装により、10Gbpsのスループットを実現した。
2019年度は、以下の2つの実装を行った。
１）プロキシ内にSQLite3データベースを組み込みトランザクション実装を行った。なおSQLite3のファイルはインメモリとして高速化を行った。
２）プロキシをさらにメニーコア対応とし、DBを追加した状態でも5Gbpsのスループットを実現し、cassandoraの軽量トランザクションに比べても約１／１０のレイテンシを削減した。
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| Strategy for Future Research Activity |
プロキシー内に完全なトランザクションを実現するDBを実装する。このDBはインメモリDBと不揮発性ディスク（安定記憶）により実装し、障害時のロールバックも可能とする。またTPCなどのベンチマークを用いて、提案手法の有効性を確認する。
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| Causes of Carryover |
サーバの単価の値下がりにより、今年度必要とするサーバースペックでは、予算減となった。
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