第二部分端節(jié)點算法學-wenkub
2022-08-29 13:07:48 本頁面
【正文】 數(shù)據(jù) ： ? CPU設置 DMA，告 知磁盤 數(shù)據(jù)的寫入地址 ； ? 數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，磁盤通過中斷通知 CPU。 ? 方法二： ? 用新的擴展實現(xiàn)一個公共的 I/O庫，鏈接到該庫的應用不需要修改，就可以得到性能提升。 ? 問題：怎 么允許其它 安全域 添加包頭呢？ 定義數(shù)據(jù)包為聚合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ? 將數(shù)據(jù)包定義為一個帶有指針的聚合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，每個指針指向一個 fbuf。 避免不必要的一般性（ P7） ? 在將物理頁映射給路徑上的進程時，同一個物理頁映射到同一個虛擬頁上。 提前解復用（ early demultiplexing） ? 當數(shù)據(jù)包到達時，底層驅(qū)動通過檢查數(shù)據(jù)包的所有頭部確定一條完整的路徑（ 提前解復用 ）。 ? 方法一： ? 提前分配好需要的包緩沖區(qū)，并計算好所有的頁面映射信息（ P2a），重復使用這些包緩沖區(qū)。 ? 刷新 TLB： ? 當新的地址映射寫入頁表時，相關的 TLB表項要清除或修正。 ? 操作系統(tǒng)將物理頁 P 拷貝到物理頁 P’，清除 X 的 COW位，令 X 指向 P’， Y 繼續(xù)指向 P。 ? 當應用程序試圖修改其緩沖區(qū)時，內(nèi)核進行真正的拷貝（ P2b）， 但這種情況很少發(fā)生 。 ? 網(wǎng)絡適配器需要很大的內(nèi)存空間來支持大量的高速 TCP連接，網(wǎng)卡成本很高。 ? 利用網(wǎng)絡適配器中已有的存儲空間（ P4，利用系統(tǒng)組件 ）和內(nèi)核存儲空間放置的自由度（ P13，利用自由度 ），可以將部分內(nèi)核空間放在網(wǎng)絡適配器中。 ? 多余的拷貝在兩個方面損害了服務器的性能： ? 由于使用了過多的總線和內(nèi)存帶寬，服務器的運行速度低于總線速度。 ? 研究如何減少以下開銷： ? 數(shù)據(jù)拷貝（ chapter 5） ? 控制轉(zhuǎn)移（ chapter 6） ? 解復用（ chapter 7） ? 定時器（ chapter 8） ? 其它一般性協(xié)議處理任務 （ chapter 9） 第五章 拷貝數(shù)據(jù) 消除不必要的拷貝（ P1） ? 接收和發(fā)送的報文在終端中通常會被拷貝多次 ? 計算機中的數(shù)據(jù)拷貝消耗兩個寶貴的資源： ? 內(nèi)存帶寬：如果處理一個報文涉及 k次拷貝，系統(tǒng)吞吐量可能降至 1/k ? 內(nèi)存：如果一個報文在內(nèi)存中被保存 k份，有效內(nèi)存容量降至 1/k ? 一個拷貝如果不是由硬件要求的，該拷貝是不必要的。 ? 消除多余的拷貝使得軟件接近實現(xiàn)硬件的潛力，是網(wǎng)絡算法學的目標之一。 ? 由于使用了過多的內(nèi)存，服務器不得不大量地從磁盤而不是主存讀文件。 如何計算檢查和？ ? Witless方法（ P2c，共享開銷 ） ： ? CPU讀 入每個字時，捎帶計算檢查和。 消除 Copy 3 ? 應用和內(nèi)核之間需要一次拷貝有兩個原因： ? 應用程序在 write()之后可能重用其緩沖區(qū)，而TCP需要緩存數(shù)據(jù)以備重發(fā)，應用和內(nèi)核之間通過數(shù)據(jù)拷貝可以解除耦合。 ? 這里運用 了 Lazy Evaluation（ P2b） 來 優(yōu)化預期情形（ P11） 。 寫時拷貝的實現(xiàn)（續(xù)） ? 對于不提供寫時拷貝功能的操作系統(tǒng)（如UNIX和 Windows）： ? 可以通過修改頁表避免物理拷貝 ? 需要找到一種替代 COW位的保護機制 優(yōu)化頁面重映射 ? 對頁面映射過于簡單的看法是，只需修改進程 2的頁表，使 VP 8指向存放包數(shù)據(jù)的物理頁。 ? 在目標域中分配虛擬內(nèi)存： ? 系統(tǒng)要在目標進程中找到一個空閑的頁表表項。 ? 方法二： ? 數(shù)據(jù)傳輸開始時分配包緩沖區(qū)并計算頁面映射，然后將其緩存起來（ P11a），消除后續(xù)包的頁面映射開銷。 ? 對于每條路徑，適配器有一個空閑緩沖區(qū)鏈表： ? 適配器把數(shù)據(jù)包寫入一個空閑緩沖區(qū)，將緩沖區(qū)描述符傳給接收路徑上的下一個進程。 ? 將所有進程的虛擬內(nèi)存中一定數(shù)量的起始頁預留為 fbuf 頁。 ? 給數(shù)據(jù)包添加包頭，就是將一個 fbuf添加到聚合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。 ? 實踐表明， 將應用移植到類 fbuf的 API，對應用所做的修改不大，且是局部的。 什么是 RDMA ? RDMA的愿景： ? 數(shù)據(jù)在兩臺計算機的主存之間直接傳輸，而不需要兩 端 CPU對數(shù)據(jù)包進行逐個處理。 ? 數(shù)據(jù)包接收完后， CPU做一個重映射 （若文件很大，重映射的開銷很大） 。 ? 為實現(xiàn) RDMA，網(wǎng)絡 適配器必須實現(xiàn)傳輸層協(xié)議 。 ? 概念上，當一個文件被映射到一個應用的地址空間，這個應用就好像在 自己 的內(nèi)存中緩存了這份文件。 ? 受到可分配給文件頁的物理頁數(shù)量及頁表映射的限制， Flash Web服務器只能 緩存和映射最近常用的文件 。 ? 在 fbufs中， 內(nèi)核 選擇緩沖區(qū)的地址和格式。 ? 在 fbufs中， 內(nèi)核 選擇緩沖區(qū)的地址和格式。 ? 當應用發(fā)送文件給 TCP時， 網(wǎng)絡 子 系統(tǒng)得到一個指向相同IOLite頁的指針。 ? 將 改良后的管道 應用到 CGI程序和 web服務器之間，可 以 消除 冗余的 拷貝 。 write (socket, tmp_buf, len)。 ? 整合層次處理會有什么問題？ ILP面臨
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