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HarmonyCache: Scalable In-Network Cache With Read-Write Separation
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AI
DOI：10.1109/TPDS.2026.3664186.png)
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摘要
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在键值存储系统中，少量热点数据项占用了大部分流量。倾斜的工作负载会导致服务器之间的负载不均衡，而持有热点数据的服务器会成为系统瓶颈，降低整体性能。近期研究表明，通过在后台服务器前部署一个小型、高速的缓存节点，即网络内缓存，可以消除负载不均衡。可编程交换机使得能够将此类缓存放置在流量必须经过的交换机上。尽管现有的网络内缓存方案在大型存储系统中有效地平衡了负载，但它们在写密集型工作负载下表现不佳，并且随着客户端数量的增长，由于缓存节点负载不均而失去可扩展性。本文介绍了HarmonyCache，一个支持写回的、可扩展的高性能网络内缓存系统。HarmonyCache采用缓存复制和读写分离：仅一个缓存节点处理写请求，而其他节点仅服务读请求。为了实现可扩展性并最小化一致性开销，HarmonyCache提出了一种自适应缓存复制方案，以确定在何处以及部署多少个副本。此外，我们设计了异构网络内缓存，利用不同的交换机资源，并提出了混合缓存方案。原型和广泛的实验表明，HarmonyCache在各种访问模式（读密集型/写密集型）下显著提高了吞吐量，在倾斜的写密集型工作负载下，相比当前最优方案实现了高达7.6倍的吞吐量提升。
Keyword:
In-network cache
programmable switch
P4
key-value store
期刊
IF:
6
论文数:
5.2K
被引数:
1.1W
机构
引用论文
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