Thallus: Transporte de Dados Super Rápido
A Thallus usa RDMA pra acelerar o transporte de dados, mudando a forma como as empresas analisam informações.
Jayjeet Chakraborty, Matthieu Dorier, Philip Carns, Robert Ross, Carlos Maltzahn, Heiner Litz
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Índice
- O Desafio do Transporte de Dados
- Conheça o RDMA: O Novo Motorista de Entrega
- Thallus: Um Nome Chique para uma Solução Inteligente
- Como o Thallus Funciona: A Parte Prática
- Resultados: Como um Carro de Corrida vs. um Sedan Comum
- Impacto no Mundo Real: Uma Era de Dados Melhor
- Conclusão: O Futuro do Transporte de Dados
- Fonte original
No mundo de hoje, os dados estão crescendo a uma velocidade impressionante. Ao nosso redor, dados estão sendo gerados pelos nossos dispositivos, plataformas de redes sociais e instituições financeiras. Esse aumento nos dados significa que precisamos de formas melhores de processá-los e analisá-los. Quando as empresas querem obter insights dessa quantidade massiva de informações, elas costumam usar sistemas que envolvem vários computadores trabalhando juntos. No entanto, quando esses computadores se comunicam, isso pode demorar muito, tornando tudo mais lento. Aí entram os protocolos de transporte de dados, os intermediários do mundo dos dados, garantindo que os dados cheguem do ponto A ao ponto B de forma eficiente.
O Desafio do Transporte de Dados
Os protocolos de transporte de dados são como caminhões de entrega para seus dados. Eles precisam garantir que os dados estejam devidamente embalados e enviados sem atrasos. Tradicionalmente, protocolos como JDBC e ODBC têm rodado em veículos antiquados chamados TCP/IP sobre Ethernet. Isso significa que eles exigem que os dados estejam organizados em uma fila certinha antes de serem enviados. Mas quando lidamos com dados em colunas—que é basicamente como uma planilha onde cada coluna representa uma peça diferente de informação—essa embalagem pode ser um trabalho chato.
O processo de organizar os dados leva tempo e energia. Muitas vezes envolve etapas extras, como mover os dados pela memória do computador. Isso é como tentar colocar uma peça quadrada em um buraco redondo: pode ser feito, mas geralmente é bagunçado e demora. Imagine que você tem uma enorme coluna de blocos coloridos (dados) e precisa encaixá-los em uma caixa que é muito pequena. Você tem que empurrar e rearranjar, perdendo um tempo precioso. No mundo dos dados, esse rearranjo é conhecido como Serialização.
RDMA: O Novo Motorista de Entrega
Conheça oPara resolver esse problema, uma nova ideia chamada RDMA (Acesso Direto à Memória Remota) entrou em cena. Pense no RDMA como um serviço de entrega super-rápido que pode pegar blocos de um lugar e deixá-los em outro sem os passos intermediários inconvenientes. Em vez de esperar que os dados estejam todos organizados e prontos para ir, o RDMA permite que os computadores compartilhem dados diretamente de sua memória, tornando todo o processo muito mais rápido.
A beleza do RDMA é que ele pode acelerar significativamente o transporte de dados, especialmente para formatos de dados em colunas como o Apache Arrow. Imagine enviar seus blocos por um trem-bala em vez de um caminhão devagar. O trem pode transportar muitos blocos de forma eficiente, enquanto o caminhão fica preso no trânsito.
Thallus: Um Nome Chique para uma Solução Inteligente
Na busca por um transporte de dados mais rápido, um novo sistema chamado Thallus foi projetado para utilizar esse novo método de entrega. Thallus é construído sobre uma estrutura chamada Thallium, que faz parte de um ecossistema maior chamado Mochi. Pense no Thallus como um serviço de entrega modernizado com um aplicativo estiloso que faz tudo funcionar direitinho.
O Thallus funciona dividindo o processo em duas etapas principais. Primeiro, ele inicia uma consulta—basicamente pedindo dados específicos, como "Me mostre todos os blocos vermelhos." Depois, ele transporta os resultados de volta para o cliente (o usuário) em lotes, garantindo que o fluxo de dados seja eficiente e rápido.
Como o Thallus Funciona: A Parte Prática
No coração da operação do Thallus está um modelo simples de servidor-cliente. Quando um usuário quer obter resultados de uma consulta, ele se conecta ao servidor. O servidor começa uma sessão, parecido com abrir um arquivo no seu computador, e se prepara para reunir todos os dados solicitados.
Com o uso do Thallus, uma vez que o servidor puxa os dados, ele não precisa se preocupar em deixá-los bonitinhos antes de enviar. Em vez disso, ele pode simplesmente enviar os dados diretamente da sua memória. Isso é uma verdadeira mudança de jogo para processar grandes quantidades de dados rapidamente.
Por exemplo, se um usuário quiser rodar uma consulta SQL para selecionar todas as colunas em um conjunto de dados, o servidor lida com a consulta e envia os resultados de volta diretamente. Esse processo minimiza as etapas normalmente necessárias para organizar os dados, reduzindo o tempo e o esforço gastos na serialização.
Resultados: Como um Carro de Corrida vs. um Sedan Comum
Quando pesquisadores testaram o desempenho do Thallus em comparação com os métodos tradicionais de TCP/IP, a diferença foi enorme. O Thallus mostrou uma velocidade notável, transportando dados muito mais rápido do que os métodos antigos. Pense nisso como comparar um carro de corrida com um sedan comum—ambos podem chegar ao destino, mas um faz isso muito mais rápido e com menos complicação.
A pesquisa mostrou que usar o Thallus poderia melhorar significantemente o desempenho do transporte de dados e acelerar o tempo total de execução das consultas. Isso é particularmente importante em cenários de análise onde tempo é dinheiro. Quanto mais rápido você pode processar dados, mais rápido pode tomar decisões, e melhor sua empresa pode performar.
Impacto no Mundo Real: Uma Era de Dados Melhor
As implicações de adotar o Thallus e o RDMA são empolgantes. Imagine um mundo onde as empresas podem analisar seus dados em tempo real sem atraso. As empresas poderiam responder mais rapidamente a mudanças no mercado, necessidades dos clientes e tendências emergentes—tudo graças a um transporte de dados mais ágil.
O crescimento de empresas orientadas a dados poderia ver uma transformação. Com capacidades de processamento e análise de dados mais rápidas, as organizações podem aproveitar insights que antes eram difíceis de acessar em tempo hábil. Seja um serviço de streaming analisando hábitos de visualização para recomendar o próximo grande show ou uma instituição financeira processando transações em tempo real, os benefícios são impressionantes.
Conclusão: O Futuro do Transporte de Dados
Resumindo, à medida que os dados continuam a crescer rapidamente, nossas formas de processá-los e analisá-los também precisam evoluir. Os métodos tradicionais de transporte de dados são como tentar pegar um táxi durante o horário de pico—devagar e muitas vezes frustrante. O Thallus, com suas capacidades de RDMA, é uma nova opção que promete revolucionar o transporte de dados.
Ao minimizar o trabalho chato da serialização e usar acesso direto à memória rápido, o Thallus permite que os dados fluam mais livremente e rapidamente entre os sistemas. Não é apenas uma atualização técnica; é um passo em direção a um mundo mais eficiente e orientado a dados. Então, prepare-se para a jornada! O futuro do transporte de dados está aqui, e está indo a lugares rápidos.
Fonte original
Título: Thallus: An RDMA-based Columnar Data Transport Protocol
Resumo: 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 atualização: 2024-12-03 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2412.02192
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2412.02192
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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