计算机研究与发展2021,Vol.58Issue(1) :164-177.DOI:10.7544/issn1000-1239202120190723

基于在网计算加速的拜占庭容错算法

Accelerating Byzantine Fault Tolerance with In-Network Computing

杨帆 张鹏 王展 元国军 安学军
计算机研究与发展2021,Vol.58Issue(1) :164-177.DOI:10.7544/issn1000-1239202120190723

基于在网计算加速的拜占庭容错算法

Accelerating Byzantine Fault Tolerance with In-Network Computing

杨帆 1张鹏 1王展 2元国军 2安学军2
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作者信息

  • 1. 中国科学院计算技术研究所 北京100190;中国科学院大学 北京100049
  • 2. 中国科学院计算技术研究所 北京100190
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摘要

拜占庭容错算法是一类能够容忍各种形式的软件错误和安全漏洞的容错算法,对云计算的可靠性保障有着重要意义与其他容错算法相比,拜占庭容错算法稳定性更高,但是其性能表现低下,不能满足当前系统对高吞吐、低延时的需求在网计算是一种以数据为中心的体系结构,它用网络承担部分计算功能,使数据在流动过程中获得处理,从而提高系统性能为解决拜占庭容错系统的问题,提出了一种基于在网计算的拜占庭容忍共识算法优化方案,将算法的一部分处理任务卸载到网卡上执行,利用网卡和处理器形成的多级流水线提升系统吞吐量由于仅使用在网计算的方案在特定场景下效果不佳,因此,使用多线程方法来提升优化方案的可扩展性.同时,对算法进行了详细的系统评测,实验结果表明:相对于普通的拜占庭容错系统,使用在网计算与多线程结合的优化方案能够获得46%的吞吐率提升以及65%的延迟下降,证明了基于在网计算的拜占庭容忍共识算法优化方案的可行性与有效性.

关键词

分布式系统/拜占庭容错算法/在网计算/加速器/高性能计算

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基金项目

国家重点研发计划项目(2018YFB0204400)

国家重点研发计划项目(2016YFB0200205)

国家自然科学基金青年(61702484)

中国科学院战略性先导科技专项(B类)项目(XDB24050100)

出版年

2021
计算机研究与发展
中国科学院计算技术研究所 中国计算机学会

计算机研究与发展

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:2.649
ISSN:1000-1239
被引量3
参考文献量2
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