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DAOS 分布式异步对象存储｜数据平面

發布時間：2024/6/21 综合教程 35 生活家

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 DAOS 分布式异步对象存储｜数据平面小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

DAOS 通過兩個緊密集成的平面進行運轉。數據平面處理繁重的運輸操作，而控制平面負責進程編排和存儲管理，簡化數據平面的操作。

模塊接口

I/O 引擎支持一個模塊接口，該接口允許按需加載服務器端代碼。每個模塊實際上都是一個庫，由 I/O 引擎通過 dlopen 動態加載。模塊和 I/O 引擎之間的接口在 dss_module 數據結構中定義。

每個模塊應指定：

模塊名
daos_module_id 中的模塊標識符
特征位掩碼
一個模塊初始化和銷毀函數

此外，模塊還可以選擇配置：

在整個堆棧啟動并運行后調用的配置和清理函數
CART RPC 處理程序
dRPC 處理程序

線程模型與 Argobot 集成

I/O 引擎是一個多線程進程，使用 Argobot 進行非阻塞處理。

默認情況下，每個 Target 都會創建一個 main xstream 和 no offload xstreams。offload xstream 的實際數量可以通過 daos_engine 命令行參數進行配置。此外，還創建了一個額外的 xstream 來處理傳入的元數據請求。每個 xstream 都綁定到一個特定的 CPU 核心。main xstream 接收來自客戶端和其他服務器的 Target 傳入請求。一個特定的 ULT(User Level Thread) 會在網絡和 NVMe I/O 操作方面提供幫助。

Thread-local Storage (TLS)

每個 xstream 分配的私有存儲可以通過 dss_tls_get() 函數進行訪問。

注冊時，每個模塊可以指定一個模塊密鑰，該密鑰的數據結構大小將由 TLS 中的每個 xstream 進行分配。

dss_module_key_get() 函數的作用是：返回特定注冊模塊密鑰的數據結構。

Incast Variable 集成

DAOS 使用 IV (incast variable) 在單個 IV 命名空間（組織結構為樹）下的服務器之間共享值和狀態。樹的根節點稱為 IV leader，服務器可以是葉子節點也可以是非葉子節點。

每個服務器都維護自己的 IV 緩存。在獲取過程中，如果本地緩存不能完成請求，它會將請求轉發給其父緩存，直到到達根緩存 (IV leader)。對于更新操作，服務器首先更新它的本地緩存，然后轉發到它的父緩存，直到到達根緩存，然后將更改傳播到其他的服務器。

IV 命名空間是屬于每個 Pool 的，在 Pool 連接期間創建，在 Pool 斷開連接期間銷毀。

要使用 IV，每個用戶需要在 IV 命名空間下注冊自己以獲得標識符，然后用戶將使用這個 ID 來獲取或更新自己在 IV 命名空間下的 IV 值。

dRPC 服務器

I/O 引擎包括一個 dRPC 服務器，它監聽給定 Unix Domain Socket 上的活動。

有關 dRPC 的基礎知識以及 Go 和 C 中的底層 API 的更多詳細信息，請參閱 dRPC Documentation。

dRPC 服務器定期輪詢傳入的客戶端連接和請求。它可以通過 struct drpc_progress_context 對象同時處理多個客戶端連接，該對象管理監聽 Socket 的 struct drpc對象以及任何活動的客戶端連接。

服務器在 xstream 0 自己的 ULT (User Level Thread) 中循環運行。dRPC Socket 已設置為非阻塞的，并且使用無超時輪詢。這允許服務器在 ULT 中運行，而不是在自己的 xstream 中運行，預計該通道的流量相對較低。

dRPC 進程

drpc_progress 表示 dRPC 服務器循環的一次迭代。其工作流程如下：

在監聽 Socket 和任何打開的客戶端連接上同時進行超時輪詢。
如果在客戶端連接上看到任何活動：

如果數據已輸入：調用 drpc_recv 處理輸入的數據。
如果客戶端已斷開連接或連接被破壞：釋放 struct drpc 對象并將其從 drpc_progress_context中刪除。

如果在監聽器上發現任何活動：

如果有新的連接進入：調用 drpc_accept 并將新的 struct drpc 對象添加到 drpc_progress_context 中的客戶端連接列表中。
如果有錯誤：將 -DER_MISC返回給調用者。I/O 引擎中會記錄該錯誤，但不會中斷 dRPC 服務器循環。在監聽器上獲取到錯誤是意外情況。

如果沒有看到任何活動，則將 -DER_TIMEDOUT返回給調用者。這純粹是為了調試目的，實際上，I/O 引擎會忽略此錯誤代碼，因為缺少活動實際上并不是一種錯誤。

dRPC 處理程序注冊

單個 DAOS 模塊可以通過注冊一個或多個 dRPC 模塊 ID 的處理函數來實現對 dRPC 消息的處理。

注冊處理程序很簡單。在 dss_server_module 的字段 sm_drpc_handlers中，靜態分配一個 struct dss_drpc_handler數組，該數組的最后一項為零，以指示列表的結尾。將字段設置為 NULL 表示沒有要注冊的處理程序。當 I/O 引擎加載 DAOS 模塊時，它將自動注冊所有 dRPC 處理程序。

注意：

dRPC 模塊 ID 與 DAOS 模塊 ID 不同。
這是因為給定的 DAOS 模塊可能需要注冊多個 dRPC 模塊 ID，具體數量取決于 DAOS 模塊所涵蓋的功能。
dRPC 模塊 ID 必須是系統范圍內唯一的，并且列在一個中心頭文件 `src/include/daos/drpc_modules.h中。

dRPC 服務器使用函數 drpc_hdlr_process_msg 來處理傳入的消息。此函數檢查傳入消息的模塊 ID，搜索處理程序。

如果找到處理程序，則執行該處理程序，并返回 Drpc_Response。
如果找不到，它將生成自己的 Drpc_Response，指示模塊 ID 未注冊。

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