의존성 검사 오프로딩을 통한 상태 기계 복제

Abstract

무리더 합의 프로토콜은 모든 연산을 리더 노드가 담당하는 리더 기반 합의 프로토콜의 잠재적인 병목을 해결하고자 개발되었다. 무리더 합의 프로토콜은 메시지 교환을 통한 동기화 기작을 추가하여 모든 노드가 리더의 역할을 수행하도록 하여 자원의 활용률, 확장성 및 로드 밸런싱을 개선하였다. 임대를 기반으로 한 무리더 합의 프로토콜은 의존성 확인 과정을 필요로 한다. 이러한 과정은 그래프 연산과 같은 추가적인 의존성 확인 과정을 거치도록 하여 프로토콜의 복잡성을 증가시키고, 마이크로초 수준의 저지연 네트워크에서 거치며 의도하지 않은 대기 시간의 증가를 불러오기 때문에 최적화가 어렵다. 반대로 저지연 네트워크 환경에서의 최적화된 합의 프로토콜은 특정 응용프로그램에 특화되어 다양한 응용프로그램에 적용할 수 없다는 한계가 있다. 이 문제를 해결하기 위해 본 논문은 RDMA(Remote Direct Memory Access)에 최적화한 State Machine Replication with Dependency Check Offloading(REO)을 제시한다. REO는 소유권을 고정하여 불필요한 메시지 교환을 줄여 프로토콜의 복잡성을 낮추고 신속한 장애 대응을 가능하게 한다. 본 논문은 상용 응용프로그램의 요청의 재실행 구현 가능성에 대해 분석하고, 응용프로그램의 코드를 수정하여 복제 계층 및 재실행 동작으로 인한 성능 변화를 관찰한다.