Надежная многоадресная рассылка - Reliable multicast - Wikipedia

А надежная многоадресная передача протокол - это компьютерная сеть протокол, который обеспечивает надежную последовательность пакетов для нескольких получателей одновременно, что делает его подходящим для таких приложений, как несколько получателей передача файла.

Обзор

Многоадресная рассылка это метод сетевой адресации для доставки Информация группе адресатов одновременно, используя наиболее эффективную стратегию доставки сообщений по каждому каналу сети только один раз, создавая копии только тогда, когда ссылки на несколько пунктов назначения разделяются (обычно сетевые коммутаторы и маршрутизаторы ). Однако, как и Протокол пользовательских датаграмм, многоадресная рассылка не гарантирует доставку потока сообщений. Сообщения могут отбрасываться, доставляться несколько раз или доставляться не по порядку. Надежный протокол многоадресной рассылки добавляет возможность получателям обнаруживать потерянные и / или неупорядоченные сообщения и предпринимать корректирующие действия (в принципе аналогичные TCP ), что приводит к беспрерывному, упорядоченному потоку сообщений.

Надежность

Точное значение надежность зависит от конкретного экземпляра протокола. Минимальное определение надежной многоадресной рассылки: возможная доставка всех данных всем участникам группы без принудительного выполнения какого-либо конкретного порядка доставки.[1] Однако не все надежные протоколы многоадресной рассылки обеспечивают такой уровень надежности; многие из них по-разному меняют эффективность в обмен на надежность. Например, в то время как TCP возлагает ответственность за надежность передачи на отправителя, многоадресная рассылка НАК протоколы перекладывают ответственность на получателей: отправитель никогда не знает наверняка, что все получатели на самом деле получили все данные.[2] RFC-2887 исследует пространство проектирования для массовой передачи данных, с кратким обсуждением различных вопросов и некоторыми намеками на возможные различные значения надежный.

Надежная групповая доставка данных

Надежная групповая доставка данных (RGDD) - это форма многоадресной рассылки, при которой объект должен быть перемещен из единственного источника в фиксированный набор приемников, известных до начала передачи.[3][4] Такая доставка может потребоваться для различных приложений: распределенная файловая система Hadoop (HDFS) реплицирует любой фрагмент данных два дополнительных раза на определенные серверы, репликация виртуальной машины на несколько серверов может потребоваться для горизонтального масштабирования приложений, а также может потребоваться репликация данных на несколько серверов. для балансировки нагрузки, позволяя нескольким серверам обслуживать одни и те же данные из своих локальных кэшированных копий. Такая доставка часто встречается в центрах обработки данных из-за множества серверов, обменивающихся данными при выполнении сильно распределенных приложений.

RGDD может также возникать в центрах обработки данных и иногда называется передачей от точки к многоточкам (P2MP) между центрами обработки данных.[5] Такие передачи доставляют огромные объемы данных из одного центра обработки данных в несколько центров обработки данных для различных приложений: поисковые системы периодически распространяют обновления индекса поиска (например, каждые 24 часа), приложения социальных сетей перемещают новый контент во многие места кеширования по всему миру (например, YouTube и Facebook) , а службы резервного копирования делают несколько географически разнесенных копий для повышения отказоустойчивости. Чтобы максимизировать использование полосы пропускания и сократить время завершения массовых передач, было предложено множество методов для выбора деревьев многоадресной пересылки.[5][6]

Виртуальная синхронность

Современные системы вроде набор инструментов Spread, Ртуть, и Corosync может достигать скорости передачи данных 10 000 многоадресных рассылок в секунду или более и может масштабироваться до больших сетей с огромным количеством групп или процессов.

Наиболее распределенных вычислений платформы поддерживают одну или несколько из этих моделей. Например, широко поддерживаемый объектно-ориентированный CORBA все платформы поддерживают транзакции, а некоторые продукты CORBA поддерживают репликацию транзакций в модели сериализуемости с одной копией. В «Стандарт отказоустойчивых объектов CORBA» основан на модели виртуальной синхронности. Виртуальная синхронизация также использовалась при разработке отказоустойчивой архитектуры Нью-Йоркской фондовой биржи, французской системы управления воздушным движением, системы AEGIS ВМС США, архитектуры репликации бизнес-процессов IBM для WebSphere и архитектура кластеризации Windows от Microsoft для Окна Longhorn корпоративные серверы.[7]

Системы, поддерживающие виртуальную синхронизацию

Виртуальная синхронизация впервые была поддержана Корнельским университетом и получила название «Isis Toolkit».[8] Самая последняя версия Корнелла, Vsync был выпущен в 2013 году под названием Isis2 (название было изменено с Isis2 на Vsync в 2015 году после террористической атаки в Париже экстремистской организации ISIS) с периодическими обновлениями и исправлениями с тех пор. Самая последняя стабильная версия - V2.2.2020; он был выпущен 14 ноября 2015 г .; выпуск V2.2.2048 в настоящее время доступен в виде бета-версии.[9] Vsync нацелен на крупные центры обработки данных, поддерживающие облачные вычисления.

Другие такие системы включают систему Хоруса[10] система Transis, система Totem, система IBM под названием Phoenix, распределенная система управления ключами безопасности под названием Rampart, «система Ensemble»,[11] то Ртуть система "Проект OpenAIS",[12] его производная механизм кластера Corosync и ряд продуктов (включая упомянутые ранее IBM и Microsoft).

Другие существующие или предлагаемые протоколы

Поддержка библиотеки

  • JGroups (Java API): популярно проект /выполнение
  • Распространять: C / C ++ API, Java API
  • RMF (C # API)
  • hmbdc C ++ и любой язык, поддерживающий Linux PIPING, сверхнизкую задержку / высокую пропускную способность, масштабируемое и надежное межпотоковое взаимодействие, IPC и обмен сетевыми сообщениями

Рекомендации

  1. ^ Флойд, С.; Якобсон, В.; Liu, C. -G .; McCanne, S .; Чжан, Л. (декабрь 1997 г.). «Надежная структура многоадресной рассылки для легких сеансов и создания кадров на уровне приложений». Транзакции IEEE / ACM в сети. 5 (6): 784–803. Дои:10.1109/90.650139.
  2. ^ Diot, C .; Dabbous, W .; Кроукрофт, Дж. (Апрель 1997 г.). «Многоточечная связь: обзор протоколов, функций и механизмов» (PDF). Журнал IEEE по избранным областям коммуникаций. 15 (3): 277–290. Дои:10.1109/49.564128.
  3. ^ C. Guo; и другие. (1 ноября 2012 г.). «Datacast: масштабируемая и эффективная надежная служба групповой доставки данных для центров обработки данных». ACM. Получено 26 июля, 2017.
  4. ^ Т. Чжу; и другие. (18 октября, 2016). «MCTCP: устойчивый к перегрузкам и надежный многоадресный TCP в программно-определяемых сетях». 24-й Международный симпозиум по качеству обслуживания (IWQoS), IEEE / ACM, 2016. IEEE. С. 1–10. Дои:10.1109 / IWQoS.2016.7590433. ISBN  978-1-5090-2634-0.
  5. ^ а б М. Ноормохаммадпур; и другие. (10 июля 2017 г.). «DCCast: эффективная передача данных от одной точки к другой между центрами обработки данных». USENIX. Получено 26 июля, 2017.
  6. ^ М. Ноормохаммадпур; и другие. (2018). «QuickCast: быстрая и эффективная передача данных между центрами обработки данных с использованием когорт дерева пересылки». Получено 23 января, 2018.
  7. ^ К. П. Бирман (июль 1999 г.). «Обзор опыта надежной многоадресной передачи». 29 (9). Практика и опыт работы с программным обеспечением: 741–774. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  8. ^ «Инструментарий Исиды»
  9. ^ «Библиотека облачных вычислений Vsync».
  10. ^ "Система Хоруса"
  11. ^ «Ансамблевые системы»
  12. ^ «Проект OpenAIS»
  13. ^ RSP; информация нужна.

дальнейшее чтение

  • Надежные распределенные системы: технологии, веб-сервисы и приложения. К.П. Бирман. Springer Verlag (1997). Учебник охватывает широкий спектр концепций распределенных вычислений, включая виртуальную синхронизацию.
  • Распределенные системы: принципы и парадигмы (2-е издание). Эндрю С. Таненбаум, Маартен ван Стин (2002). Учебник охватывает широкий спектр концепций распределенных вычислений, включая виртуальную синхронизацию.
  • «Групповой подход к надежным распределенным вычислениям». К.П. Бирман, Сообщения ACM 16:12 (декабрь 1993 г.). Написано для неспециалистов.
  • «Спецификации групповой коммуникации: всестороннее исследование» Грегори В. Чоклер, Идит Кейдар,
  • Роман Витенберг. ACM Computing Surveys 33: 4 (2001). Вводит математический формализм для таких моделей, а затем использует его для сравнения их выразительной силы и допущений по обнаружению отказов.
  • «Неполный парламент». Лесли Лэмпорт. Транзакции ACM по вычислительным системам (TOCS), 16: 2 (1998). Представляет реализацию Paxos реплицированных конечных автоматов.
  • «Использование виртуальной синхронности в распределенных системах». К.П. Бирман и Т. Джозеф. Материалы 11-го симпозиума ACM по принципам операционных систем (SOSP), Остин, Техас, ноябрь 1987 г. Самое раннее использование этого термина, но, вероятно, не лучшее изложение темы.