1. Introduce

Accelio是一個高性能異步的可靠消息傳遞和RPC庫，能優(yōu)化硬件加速。 RDMA和TCP / IP傳輸被實(shí)現(xiàn)，并且其他的傳輸也能被實(shí)現(xiàn)，如共享存儲器可以利用這個高效和方便的API的優(yōu)點(diǎn)。Accelio 是 Mellanox 公司的RDMA中間件，用于高性能異步的可靠消息傳遞和RPC庫。

2. Accelio 設(shè)計(jì)目標(biāo)

Accelio提供了一個易于使用的，可靠的，可擴(kuò)展和高性能的數(shù)據(jù)/消息傳遞中間件，最大限度地提高現(xiàn)代CPU和網(wǎng)卡硬件的效率，減少將新的擴(kuò)展應(yīng)用程序產(chǎn)品推向市場的的時間。

3. Accelio Key Features

1. 專注于高性能異步的API
2. 可靠的消息傳遞（端對端）
3. 請求/響應(yīng)（交易）或發(fā)送/接收模式
4. 提供連接和資源抽象到最大的可擴(kuò)展性和可用性
5. 最大限度地發(fā)揮每個線程專用的硬件資源，多線程應(yīng)用程序的性能
6. 旨在最大限度地利用RDMA,硬件卸載和多核CPU的優(yōu)勢
7. 支持多種傳輸選項(xiàng)（RDMA，TCP，..）
8. 服務(wù)和存儲集群/向外擴(kuò)展的原生支持
9. 小消息合并
10. 簡單和抽象的API

4. Who can take advantage of it?

對那些高效的，高性能的，可靠消息傳遞實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用，如集群，橫向擴(kuò)展塊/文件/對象存儲，BigData和NoSQL應(yīng)用程序，快速消息總線等，感興趣的開發(fā)商可以使用。

5. Accelio 的結(jié)構(gòu)示意圖

?

Accelio的主層分別是：
?應(yīng)用程序接口?- 提供易于使用的原語進(jìn)行快速，可靠的異步消息隊(duì)列或RPC
?連接和會話管理?- 提供可靠的終端到終端的連接等端點(diǎn)，動態(tài)連接建立，池，故障恢復(fù)和遷移/重定向
?可插拔傳輸層?- 使映射到不同的硬件或軟件傳輸實(shí)現(xiàn)

6. Accelio Integration With Other Applications/Projects

Accelio被用作高性能，低延遲，可靠消息/ RPC庫的各種開源和商業(yè)產(chǎn)品，客戶項(xiàng)目
支持多種綁定（Kernel C, User Space C/C++, Java, Python (future)）。

7. 一個會話/連接建立流程

在建立連接到遠(yuǎn)程端點(diǎn)，客戶指定遠(yuǎn)程統(tǒng)一資源標(biāo)識符（URI）。URI包含首選傳輸方式，強(qiáng)制領(lǐng)先的IP地址和可選端口數(shù)目，以及可選的資源ID或名稱。

/服務(wù)器端響應(yīng)會話請求，下列選項(xiàng)之一：
?接受可選屬性的連接
?拒絕連接
?無縫地將連接重定向到一個不同的進(jìn)程或?qū)嶓w
/成功或重定向響應(yīng)，客戶端建立一個或多個并聯(lián)連接到對端，將試圖重用現(xiàn)有的連接，以減少開銷。
/*會話和連接初始化流程
(1)打開一個會話到遠(yuǎn)程資源
--例如“remote-ip:port/resource-name”
(2)服務(wù)器端回應(yīng)，接受，拒絕或重定向
--用“重定向”負(fù)載平衡或遷移資源穿過整個集群（多個節(jié)點(diǎn)或進(jìn)程）
--服務(wù)器提供一個portals列表（IPs+Ports）
--每個portal識別port（IP）,然后CPU/Thread去訪問
--服務(wù)器基于round/robin，Hash或者custom logic，可以加載平衡通信通過多個ports/cores
--建立連接（S）和發(fā)送/接收郵消息
--可以有多個連接（例如每個客戶端線程1個）
--如果連接已經(jīng)提供給遠(yuǎn)程進(jìn)程，可重用
--故障/變化上的重建或遷移連接

8. 高級別傳輸流程 - 異步請求/響應(yīng)模型（Transaction Delivery API Model）

Accelio提供一個RPC-like的請求/回應(yīng)事務(wù)模式,或可靠消息發(fā)送/接收模式。

在事務(wù)模式中，發(fā)起方發(fā)送一個請求，它包含專用應(yīng)用程序的頭和指向輸入與輸出數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的指針，允許零拷貝操作和RDMA。

當(dāng)請求到達(dá)接收端時，它觸發(fā)一個回調(diào)通知，基于該接收的應(yīng)用程序處理該事務(wù)。當(dāng)在接收端完成該處理時，它以返回的狀態(tài)和數(shù)據(jù)來發(fā)送響應(yīng)。服務(wù)器端可以異步操作，并發(fā)出響應(yīng)在其方便的時候，也就是，當(dāng)所返回的數(shù)據(jù)是可用的。
發(fā)起方可以請求消息到達(dá)確認(rèn)。在這樣的情況下，接收方接受該消息之后，一個確認(rèn)消息返回到發(fā)起方。該確認(rèn)消息可用于阻擋/同步操作和消息跟蹤。

響應(yīng)到達(dá)時，發(fā)起方被通知。在這個時候，發(fā)起方的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)包含返回的數(shù)據(jù)，并且回叫應(yīng)答指向原始請求。
如果傳輸失敗，同樣的傳輸被重新傳輸?shù)揭鸦謴?fù)或備用的連接上。

發(fā)起方可以要求中止/取消某范圍內(nèi)的消息（例如，請求超時）。接收方試圖中止操作（如果不執(zhí)行他們），并以成功或失敗來反應(yīng)。無論哪種方式，相關(guān)的響應(yīng)不返回到發(fā)起方。注意，請求可以通過客戶端（無源）或服務(wù)器（有源）端發(fā)出。

發(fā)送/接收操作遵循相似的流程去請求/響應(yīng)，唯獨(dú)沒有響應(yīng)消息。消息從發(fā)起方發(fā)送，引發(fā)回調(diào)到接收端，使用可選的確認(rèn)通知。

9. 本地多線程（多進(jìn)程）支持

對于客戶端和服務(wù)器端，Accelio支持全并行和多線程操作
--應(yīng)用程序使用單個CPU核心/線程的時候的性能可以被限制
--當(dāng)多個線程在使用同一個網(wǎng)絡(luò)資源，需要復(fù)雜的狀態(tài)管理和鎖定，這樣會增加應(yīng)用程序的開銷，并限制其性能和可伸縮性
--Accelio支持全并行為客戶端和服務(wù)器
**每個線程可以被相關(guān)聯(lián)有獨(dú)立的硬件資源（QP的＆個CQ）和事件循環(huán)，從而無需鎖定，并允許最大的并行
**每個會話可以由多個并聯(lián)連接（每個關(guān)聯(lián)使用不同的CPU線程）組成
**服務(wù)器端可以公開多個portal（IP：port）為相同的資源/服務(wù)，每個port可以由不同的CPU線程和事件循環(huán)提供服務(wù)。

如下圖所示可以直觀Accelio的多線程支持

10. 內(nèi)存管理

--Accelio管理2種類型緩沖區(qū)
**發(fā)送/接收緩沖環(huán)的頭和小數(shù)據(jù)（通常4-8KB每個）
**大的緩沖區(qū)為大型的IOs和RDMA

--大緩沖區(qū)被應(yīng)用程序的庫來分配和控制
--應(yīng)用控制緩沖區(qū)：
**需要預(yù)注冊內(nèi)存緩沖區(qū)（使用reg_mr），并保證零拷貝
--庫控制緩沖區(qū)
**可能會在客戶端上有一個copy
**接收端零拷貝（應(yīng)用程序?qū)⒌玫揭粋€指向接收緩沖區(qū)）
**當(dāng)做完時，請求應(yīng)用程序來釋放緩沖區(qū)（用release_msg）

11. Accelio中的一些主要函數(shù)調(diào)用

Functionn Description
ctx_create/destroy Open thread context helping accelio to partition data without locks

ctx_run/stop Run the event loop in the context
ctx_get_poll_params Return Accelio’s single file descriptor to add to external loop
session_create/destroy Create/destroy a session to a remote peer
connect/disconnect Open/Close a connection with a remote server/portal
bind/unbind Bind/unbind a server portal with a URL (protocol:ip:port)
accept Accept incoming connection (server side)
reject Reject incoming connection (server side)
redirect Redirect a connection to a different node or portals or process
send_request/response Send a request/response message
send/recv_msg Send/receive memory buffer (like sockets send/recv)
release_msg Release message buffers
reg_mr/dereg_mr Register/deregister application buffers for app controlled RDMA

12. 異步事件處理

高性能的應(yīng)用程序使用異步API來進(jìn)行多個操作，并利用多種資源并行。
?Accelio以下面的方式處理異步事件：
1，放置一個回調(diào)在事件循環(huán)，該事件循環(huán)結(jié)合來自多個資源的事件。
2，當(dāng)一個事件，發(fā)出的一組操作，諸如從網(wǎng)絡(luò)接收的消息和寫入到磁盤。
?Accelio內(nèi)置了epoll的支持。應(yīng)用程序提供的事件循環(huán)是可用的。
?對于最低的消息延遲，Accelio提供了優(yōu)化事件處理，當(dāng)一個事件循環(huán)處于空閑狀態(tài)（一個預(yù)定義的時間）時，其會結(jié)合忙等待池。

13. Accelio概述與總結(jié)

Accelio是一個開源的高性能，異步，可靠消息傳遞和遠(yuǎn)程過程調(diào)用（RPC）的庫。對于遠(yuǎn)程直接內(nèi)存訪問（RDMA），TCP / IP和共享內(nèi)存， Accelio優(yōu)化硬件加速。 Accelio最大化消息和CPU并行性，同時最大限度地降低CPU的爭用和鎖定。并行和異步體系結(jié)構(gòu)，無鎖定設(shè)計(jì)和零數(shù)據(jù)復(fù)制機(jī)制，提供每秒無與倫比的傳輸和帶寬性能，以及更低的延遲和CPU開銷。 Accelio保證終端到終端的事務(wù)傳遞和執(zhí)行力，它支持事務(wù)請求 - 應(yīng)答的通信模型。

Accelio通過提供內(nèi)置的多路徑，實(shí)時會話重定向/遷移和集群服務(wù)或存儲，解決了擴(kuò)展性和虛擬化環(huán)境的挑戰(zhàn)。管理作為一種模塊化的開源項(xiàng)目，Accelio無縫地延伸到新的功能，實(shí)現(xiàn)傳輸和服務(wù)。
libxio（又名庫accelio）是一個位于RDMA之上的輕量級消息傳遞庫。該庫為零拷貝消息傳遞和無鎖定可擴(kuò)展性，提供了異步消息傳遞設(shè)計(jì)。

Accelio是一種創(chuàng)新的API，它解決了一些現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，網(wǎng)絡(luò)和存儲系統(tǒng)主要挑戰(zhàn)，如：
?有效地利用多內(nèi)核
?強(qiáng)大的橫向擴(kuò)展
?降低硬件和軟件堆棧開銷
?減少通信開銷和延遲

Accelio提供了一個強(qiáng)大的，靈活的通信和消息傳遞層，從而使得應(yīng)用程序擴(kuò)展和中間件快速發(fā)展。它能夠整合性能，可用性，管理和安全功能于一體的實(shí)現(xiàn)，可用于多種應(yīng)用。工作促進(jìn)了Accelio開源社區(qū)，供應(yīng)商可以專注于自己的應(yīng)用程序的核心附加價值，與開發(fā)者在一個更大的社區(qū)分享他們的實(shí)現(xiàn)和體驗(yàn)。

這個庫已經(jīng)停止開發(fā)了，在github主頁的issue 部分開發(fā)者說由于公司中心轉(zhuǎn)移，這個庫不開發(fā)了，建議用別的庫。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-657010.html

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