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# Informática # Computación distribuida, paralela y en clústeres # Bases de datos # Sistemas operativos

Thallus: Transporte de Datos Rápido

Thallus usa RDMA para acelerar el transporte de datos, transformando la forma en que las empresas analizan la información.

Jayjeet Chakraborty, Matthieu Dorier, Philip Carns, Robert Ross, Carlos Maltzahn, Heiner Litz

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En el mundo de hoy, los datos están creciendo a un ritmo increíble. A nuestro alrededor, los dispositivos, redes sociales e instituciones financieras están creando datos. Este aumento de datos significa que necesitamos mejores maneras de procesarlos y analizarlos. Cuando las empresas quieren obtener información de esta enorme cantidad de información, a menudo utilizan sistemas que implican múltiples computadoras trabajando juntas. Sin embargo, cuando estas computadoras se comunican, puede tardar mucho tiempo, haciendo que todo sea más lento. Aquí entran los protocolos de transporte de datos, los intermediarios del mundo de los datos, asegurando que la información llegue de un punto A a un punto B de manera eficiente.

El Reto del Transporte de Datos

Los protocolos de transporte de datos son como camiones de entrega para tus datos. Necesitan asegurarse de que la información esté bien empaquetada y enviada sin demoras. Tradicionalmente, protocolos como JDBC y ODBC han estado circulando en vehículos anticuados llamados TCP/IP sobre Ethernet. Esto significa que requieren que los datos estén alineados en una fila ordenada antes de enviarlos. Pero al tratar con datos en columnas—que es básicamente como una hoja de cálculo donde cada columna representa una pieza diferente de información—este empaquetado puede ser un lío.

El proceso de alinear los datos lleva tiempo y energía. A menudo implica pasos adicionales, como mover datos en la memoria de la computadora. Es como tratar de meter una clavija cuadrada en un agujero redondo: se puede hacer, pero por lo general es desordenado y requiere mucho tiempo. Imagina que tienes una gran columna de bloques coloridos (datos) y necesitas meterlos en una caja que es demasiado pequeña. Tienes que empujarlos y reorganizarlos, perdiendo tiempo valioso. En el mundo de los datos, esta reorganización se conoce como Serialización.

Conoce RDMA: El Nuevo Conductor de Entregas

Para abordar este problema, una nueva idea llamada RDMA (Acceso Directo a Memoria Remota) ha tomado el escenario. Piensa en RDMA como un servicio de entrega súper rápido que puede recoger bloques de un lugar y dejarlos en otro sin los incómodos pasos intermedios. En lugar de esperar a que los datos estén todos alineados y listos para ir, RDMA permite a las computadoras compartir datos directamente desde su memoria, haciendo que todo el proceso sea mucho más rápido.

La belleza de RDMA es que puede acelerar el transporte de datos significativamente, especialmente para formatos de datos en columnas como Apache Arrow. Imagina enviar tus bloques a través de un tren de alta velocidad en lugar de un camión lento. El tren puede llevar muchos bloques eficientemente, mientras que el camión se queda atrapado en el tráfico.

Thallus: Un Nombre Elegante para una Solución Inteligente

En la búsqueda de un transporte de datos más rápido, se ha diseñado un nuevo sistema llamado Thallus que utiliza este nuevo método de entrega. Thallus está construido sobre un marco llamado Thallium, que es parte de un ecosistema más grande llamado Mochi. Piensa en Thallus como un servicio de entrega modernizado con una aplicación elegante que hace que todo funcione sin problemas.

Thallus funciona dividiendo el proceso en dos etapas principales. Primero, inicia una consulta—básicamente pidiendo datos específicos, como “Muéstrame todos los bloques rojos.” Luego, transporta los resultados de vuelta al cliente (el usuario) en lotes, asegurando que la transmisión de datos sea eficiente y rápida.

Cómo Funciona Thallus: Lo Esencial

En el corazón de la operación de Thallus hay un simple modelo de servidor-cliente. Cuando un usuario quiere obtener resultados de una consulta, se conecta al servidor. El servidor inicia una sesión, similar a abrir un archivo en tu computadora, y se prepara para reunir todos los datos solicitados.

Con Thallus, una vez que el servidor recoge los datos, no necesita preocuparse por hacer que todo se vea bien antes del envío. En su lugar, puede simplemente enviar los datos directamente desde su memoria. Esto es un cambio de juego real para procesar grandes cantidades de datos rápidamente.

Por ejemplo, si un usuario quiere ejecutar una consulta SQL para seleccionar todas las columnas en un conjunto de datos, el servidor maneja la consulta y envía los resultados directamente de vuelta. Este proceso minimiza los pasos que normalmente se requieren para alinear los datos, reduciendo el tiempo y el esfuerzo gastado en la serialización.

Resultados: Como un Auto de Carrera vs. un Sedán Estándar

Cuando los investigadores probaron el rendimiento de Thallus frente a los métodos tradicionales de TCP/IP, la diferencia fue enorme. Thallus mostró una velocidad notable, transportando datos mucho más rápido que los métodos antiguos. Piensa en ello como comparar un auto de carrera con un sedán estándar—ambos pueden llegar al destino, pero uno lo hace mucho más rápido y con menos complicaciones.

La investigación mostró que usar Thallus podría mejorar significativamente el rendimiento del transporte de datos y acelerar el tiempo de ejecución general de las consultas. Esto es particularmente importante en escenarios de análisis donde el tiempo es dinero. Cuanto más rápido puedas procesar los datos, más rápido puedes tomar decisiones y mejor puede funcionar tu negocio.

Impacto en el Mundo Real: Una Mejor Era de Datos

Las implicaciones de adoptar Thallus y RDMA son emocionantes. Imagina un mundo en el que las empresas pueden analizar sus datos en tiempo real sin demoras. Las compañías podrían responder más rápido a cambios en el mercado, necesidades de los clientes y tendencias emergentes, todo gracias a un transporte de datos más rápido.

El crecimiento de las empresas basadas en datos podría experimentar una transformación. Con capacidades de procesamiento y análisis de datos más rápidas, las organizaciones pueden aprovechar información que antes era difícil de acceder a tiempo. Ya sea un servicio de streaming analizando hábitos de visualización para recomendar la próxima gran serie o una institución financiera procesando transacciones en tiempo real, los beneficios son asombrosos.

Conclusión: El Futuro del Transporte de Datos

En resumen, a medida que los datos continúan creciendo rápidamente, también deben hacerlo nuestros métodos para procesarlos y analizarlos. Los métodos tradicionales de transporte de datos son como intentar tomar un taxi en hora pico—lentos y a menudo frustrantes. Thallus, con sus capacidades de RDMA, es una nueva opción que promete revolucionar el transporte de datos.

Al minimizar la molestia de la serialización y usar acceso rápido a memoria directa, Thallus permite que los datos fluyan más libre y rápidamente entre sistemas. No es solo una actualización técnica; es un paso hacia un mundo más eficiente y orientado a los datos. Así que, ¡abróchate el cinturón! El futuro del transporte de datos está aquí, y va rápido.

Fuente original

Título: Thallus: An RDMA-based Columnar Data Transport Protocol

Resumen: The volume of data generated and stored in contemporary global data centers is experiencing exponential growth. This rapid data growth necessitates efficient processing and analysis to extract valuable business insights. In distributed data processing systems, data undergoes exchanges between the compute servers that contribute significantly to the total data processing duration in adequately large clusters, necessitating efficient data transport protocols. Traditionally, data transport frameworks such as JDBC and ODBC have used TCP/IP-over-Ethernet as their underlying network protocol. Such frameworks require serializing the data into a single contiguous buffer before handing it off to the network card, primarily due to the requirement of contiguous data in TCP/IP. In OLAP use cases, this serialization process is costly for columnar data batches as it involves numerous memory copies that hurt data transport duration and overall data processing performance. We study the serialization overhead in the context of a widely-used columnar data format, Apache Arrow, and propose leveraging RDMA to transport Arrow data over Infiniband in a zero-copy manner. We design and implement Thallus, an RDMA-based columnar data transport protocol for Apache Arrow based on the Thallium framework from the Mochi ecosystem, compare it with a purely Thallium RPC-based implementation, and show substantial performance improvements can be achieved by using RDMA for columnar data transport.

Autores: Jayjeet Chakraborty, Matthieu Dorier, Philip Carns, Robert Ross, Carlos Maltzahn, Heiner Litz

Última actualización: 2024-12-03 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2412.02192

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2412.02192

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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