Abstract

This paper is based on a dissertation “Techniques for organizing shared access to distributed memory pages in cloud computing systems” defended at the Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute in 2017. The paper describes distributed page processing in Oracle Real Application Clusters (Oracle RAC) and compares it with other well-known processing methods. The comparison includes analysis of different architectures (including shared nothing, shared disk, and replication-based architectures) in terms of SQL query processing and asserts the soundness of the distributed page approach (also known as global cache fusion) to cloud database management systems (DBMSs). As a result of analyzing the global cache fusion approach, the main drawback of Oracle RAC systems—increasing queue problem—is revealed; it causes the impossibility to process queries once their rate exceeds a certain threshold inversely proportional to the packet delivery time between nodes. To eliminate the increasing queue problem when accessing distributed pages, a new access method is proposed that introduces an additional page state—unloading state—which improves the efficiency of distributed page processing by reducing the number of transfers between nodes during hot page processing. In addition to cloud DBMSs, the proposed method can also be used in other cloud systems with page-organized distributed memory architecture.

中文翻译：

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在软件实现的全局页面缓存系统中优化对内存页面的访问

摘要

本文基于2017年在Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute捍卫的论文“在云计算系统中组织对分布式内存页面的共享访问技术”。该论文描述了Oracle Real Application Clusters（Oracle RAC）中的分布式页面处理，并进行了比较它与其他著名的处理方法。比较包括在SQL查询处理方面对不同体系结构（包括无共享，共享磁盘和基于复制的体系结构）的分析，并断言了分布式页面方法（也称为全局缓存融合）对云数据库管理系统的正确性（ DBMS）。分析全局缓存融合方法的结果是，揭示了Oracle RAC系统的主要缺点（增加队列问题）。一旦查询速率超过某个阈值（与节点之间的数据包传递时间成反比），就无法处理查询。为了消除访问分布式页面时队列增加的问题，提出了一种新的访问方法，该方法引入了附加页面状态（卸载状态），该状态通过减少热页面处理期间节点之间的传输次数来提高分布式页面处理的效率。除云DBMS外，该方法还可用于具有页面组织的分布式内存体系结构的其他云系统中。提出了一种新的访问方法，该方法引入了额外的页面状态（卸载状态），该状态通过减少热页面处理期间节点之间的传输次数来提高分布式页面处理的效率。除云DBMS外，该方法还可用于具有页面组织的分布式内存体系结构的其他云系统中。提出了一种新的访问方法，该方法引入了额外的页面状态（卸载状态），该状态通过减少热页面处理期间节点之间的传输次数来提高分布式页面处理的效率。除云DBMS外，该方法还可用于具有页面组织的分布式内存体系结构的其他云系统中。