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Technique et Science Informatiques

0752-4072
Revue des sciences et technologies de l'information
 

 ARTICLE VOL 34/1-2 - 2015  - pp.31-52  - doi:10.3166/tsi.34.31-52
TITRE
Optimisation des transferts de données inter-domaines au sein de Xen

TITLE
Optimization of Xen inter-domain data transfers

RÉSUMÉ
La vitesse de délivrance des données aux ressources informatiques est cruciale pour l’efficacité des systèmes de calcul à haute performance. D’autant plus que le taux d’amélioration des performances des microprocesseurs évolue plus rapidement que celui de la mémoire. La virtualisation des systèmes informatiques ajoute une couche de complexité à ce problème. Aussi, nous avons étudié le développement de deux outils pour améliorer le transfert des données entre les machines virtuelles Xen. Le premier outil utilise un tampon circulaire à accès direct pour éviter les copies de données au cours des transferts. Le second réduit la quantité de données à transférer en partageant les identifiants des pages de données. Dans cet article, nous décrivons les architectures de nos outils et nous comparons leurs performances avec celles de mécanismes existants, à savoir l’implémentation de Xen des sockets TCP, qui utilise le transfert de pages pour un transfert zéro-copie, et les sockets XenSocket, qui utilise un tampon circulaire. Dans certains cas, le gain atteint près de 60 % du temps de transfert.


ABSTRACT
The fast data delivering to computing resources is a crucial issue for the effectiveness of High Performance Computing. Indeed, the microprocessor speed improvement rate is far slower than the improvement rate of the access time to the memory. The virtualization adds additional layers to communications taking place inside a computer. Therefore, we have considered the development of two tools to speed up data transfers between Xen virtual machines, also called domains. The first tool allows faster data transfers between domains by avoiding data copies using a circular buffer. The second tool drastically reduces transferred data volume through memory pages pinning and Machine Frame Number (MFN) sharing. In this paper, we describe our tools’ architectures, compare their performances with existing solutions (TCP sockets and XenSocket), and benchmark OpenCL GPU applications in realistic situations. In some cases, we spare nearly 60 % of the transfer time.


AUTEUR(S)
Sébastien FRÉMAL, Michel BAGEIN, Pierre MANNEBACK

Reçu le 28 novembre 2014.    Accepté le 18 juin 2015.

MOTS-CLÉS
virtualisation, transfert de données, gestion de la mémoire.

KEYWORDS
virtualization, data transfer, memory management.

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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