Aeron , sistem pemesejan berprestasi tinggi yang dibangunkan oleh Real Logic dan kini dikendalikan oleh Adaptive Financial Consulting , telah mencetuskan perbincangan hangat dalam komuniti mengenai cabaran praktikal dalam melaksanakan pemesejan multicast yang boleh dipercayai dalam persekitaran pengeluaran. Walaupun sistem ini menjanjikan pengangkutan mesej UDP unicast, multicast, dan IPC yang cekap dengan fokus untuk mencapai daya pemprosesan tertinggi dan kependaman terendah, pengalaman dunia sebenar mendedahkan halangan penggunaan yang ketara.
Pelaksanaan Multicast Terbukti Bermasalah Dalam Praktik
Komuniti telah menyerlahkan pelbagai cabaran dengan kebolehpercayaan multicast merentasi infrastruktur rangkaian yang berbeza. Persekitaran perusahaan, sistem maya, dan platform awan memberikan kesukaran yang khusus. Pentadbir rangkaian sering melumpuhkan multicast dengan sengaja, dan ketidakkonsistenan perkakasan mewujudkan corak tingkah laku yang tidak dapat diramalkan.
Selepas bertahun-tahun menyelenggara dan menggunakan suite aplikasi yang bergantung pada multicast untuk komunikasi dalaman, saya akan teragak-agak untuk menggunakan perkataan boleh dipercayai dan multicast dalam ayat yang sama.
Isu-isu ini berpunca daripada pengendalian yang tidak boleh dipercayai merentasi suis, penghala, penyesuai rangkaian, dan tindanan TCP/IP sistem pengendalian. Masalah biasa termasuk soket multicast yang menyertai antara muka rangkaian yang salah, kehilangan keahlian selepas kitaran tidur sistem, dan peralatan gred perusahaan yang memutuskan sambungan multicast secara tidak dijangka.
Isu Pelaksanaan Multicast Biasa
- Soket multicast menyertai antara muka penyesuai rangkaian yang salah
- Kehilangan keahlian multicast selepas kitaran tidur/hibernasi sistem
- Suis dan penghala menggugurkan keahlian multicast dari masa ke masa
- Tingkah laku tidak konsisten dalam persekitaran maya ( VMs )
- Masalah keserasian sistem perusahaan ( SUSE Linux , Windows Server )
- Konflik penggunaan semula soket dan cabaran konfigurasi
- Pelumpuhan multicast yang disengajakan dalam rangkaian awan dan perusahaan
Dakwaan Prestasi Menghadapi Penelitian Di Bawah Analisis Terperinci
Ahli komuniti telah mempersoalkan dakwaan prestasi Aeron selepas meneliti data penanda aras daripada penggunaan AWS dan Google Cloud Platform . Analisis mendedahkan bahawa walaupun Aeron mencapai kadar mesej yang mengagumkan, prestasi per-teras mungkin tidak memenuhi jangkaan apabila dibandingkan dengan pelaksanaan TCP tradisional.
Pada contoh AWS c5.9xlarge dengan 36 vCPU, Aeron memproses kira-kira 3 juta mesej 288-bait sesaat, menurun kepada 700,000 mesej sesaat untuk muatan 1,344-bait yang lebih besar. Ini diterjemahkan kepada kira-kira 200 Mbps per teras, yang ada yang berpendapat tidak mencapai keupayaan TCP untuk mencapai 10 Gbps per teras individu tanpa pengoptimuman agresif.
Walau bagaimanapun, pembela menyatakan bahawa seni bina Aeron berbeza secara asasnya daripada pendekatan tradisional. Sistem ini menggunakan threading minimum dengan biasanya hanya satu benang terima dan satu benang hantar, ditambah dengan benang pentadbiran, bukannya pemprosesan selari yang berat.
Penanda Aras Prestasi Aeron
| Platform | Jenis Instance | Saiz Mesej | Mesej/Saat | Daya Pemprosesan |
|---|---|---|---|---|
| AWS | c5.9xlarge (36 vCPU) | 288 bait | ~3 juta | ~7.5 Gbps |
| AWS | c5.9xlarge (36 vCPU) | 1,344 bait | 700,000 | ~1 GB/s |
| GCP | C3 (tidak dinyatakan) | 288 bait | ~4.7 juta | ~12 Gbps |
Prestasi setiap teras: ~200 Mbps (anggaran berdasarkan pengagihan 36 teras)
Sektor Perdagangan Kewangan Menunjukkan Penggunaan Yang Kuat
Walaupun menghadapi cabaran penggunaan, Aeron telah menemui kejayaan yang ketara dalam sistem perdagangan kewangan di mana infrastruktur multicast sudah wujud untuk pengedaran data pasaran. Integrasi sistem dengan Simple Binary Encoding ( SBE ) menyediakan prestasi pengekodan dan penyahkodan mesej yang luar biasa, menjadikannya menarik untuk aplikasi yang sensitif terhadap kependaman.
Rangkaian berkemampuan multicast sedia ada sektor kewangan dan toleransi terhadap kerumitan infrastruktur menjadikannya persekitaran yang ideal untuk penggunaan Aeron . Sistem perdagangan mendapat manfaat daripada ciri-ciri kependaman ekor yang unggul yang disediakan oleh Aeron berbanding alternatif berasaskan TCP.
Reka Bentuk Seni Bina Menekankan Simpati Mekanikal
Seni bina sistem Aeron mewakili kekuatan terasnya, melaksanakan apa yang dipanggil oleh pembangun sebagai simpati mekanikal - mereka bentuk perisian yang berfungsi dengan cekap dengan perkakasan asas. Sistem ini menggunakan Aeron Server berpusat yang mengendalikan komunikasi rangkaian luaran manakala proses klien berkomunikasi melalui paip memori dikongsi berprestasi tinggi.
Reka bentuk ini membolehkan pemesejan agnostik pengangkutan di mana klien melanggan saluran tanpa penghantaran rangkaian langsung. Pelayan menguruskan penghalaan data ke baris gilir memori dikongsi klien, membolehkan prestasi maksimum dengan UDP yang boleh dipercayai dan penyebaran multicast untuk aliran data biasa.
Pangkalan kod itu sendiri telah mendapat pengiktirafan sebagai kajian teladan dalam kualiti perisian, terutamanya untuk pembangunan Java , walaupun pakar memberi amaran bahawa teknik bukan idiomatiknya mengutamakan prestasi berbanding konvensyen Java biasa.
Komponen Seni Bina Sistem Aeron
- Media Driver: Mengendalikan komunikasi rangkaian luaran dengan threading yang minimum (1 RX + 1 TX + 1 thread pentadbiran)
- Proses Klien: Berkomunikasi melalui paip memori kongsi berprestasi tinggi
- Modul Arkib: Merakam aliran mesej ke storan berterusan untuk main semula
- Modul Kluster: Menyediakan perkhidmatan toleran-kesalahan menggunakan algoritma konsensus Raft
- Sokongan Pengangkutan: Mesej UDP unicast, UDP multicast, dan IPC
- Sokongan Bahasa: Klien Java , C , C++ , dan .NET tersedia
Kesimpulan
Aeron mewakili pendekatan yang canggih untuk pemesejan berprestasi tinggi yang memberikan hasil yang mengagumkan dalam persekitaran terkawal, terutamanya dalam sektor perdagangan kewangan. Walau bagaimanapun, cabaran praktikal penggunaan multicast dan kerumitan mencapai prestasi optimum menunjukkan bahawa organisasi harus menilai dengan teliti keupayaan dan keperluan infrastruktur mereka sebelum penggunaan. Walaupun sistem ini cemerlang dalam kes penggunaan khusus, faedahnya datang dengan overhed pelaksanaan dan penyelenggaraan yang ketara yang mungkin tidak sesuai untuk semua aplikasi.
Rujukan: Aeron