WO2022259452A1 - 中間装置、通信方法、およびプログラム - Google Patents

中間装置、通信方法、およびプログラム Download PDF

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WO2022259452A1
WO2022259452A1 PCT/JP2021/022074 JP2021022074W WO2022259452A1 WO 2022259452 A1 WO2022259452 A1 WO 2022259452A1 JP 2021022074 W JP2021022074 W JP 2021022074W WO 2022259452 A1 WO2022259452 A1 WO 2022259452A1
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WO
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request
remote
local
data
response
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PCT/JP2021/022074
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English (en)
French (fr)
Inventor
潤紀 市川
秀樹 西沢
健司 清水
幸男 築島
暢 間野
智也 日比
綺泉 井上
Original Assignee
日本電信電話株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/10—Protocols in which an application is distributed across nodes in the network
    • H04L67/1097—Protocols in which an application is distributed across nodes in the network for distributed storage of data in networks, e.g. transport arrangements for network file system [NFS], storage area networks [SAN] or network attached storage [NAS]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F15/00—Digital computers in general; Data processing equipment in general
    • G06F15/16—Combinations of two or more digital computers each having at least an arithmetic unit, a program unit and a register, e.g. for a simultaneous processing of several programs
    • G06F15/163—Interprocessor communication
    • G06F15/173—Interprocessor communication using an interconnection network, e.g. matrix, shuffle, pyramid, star, snowflake

Definitions

  • the present invention relates to an intermediate device, a communication method, and a program.
  • RDMA Remote Direct Memory Access
  • Non-Patent Document 1 is a communication protocol that performs high-speed and highly reliable data transfer between communication terminals at a distance. Since RDMA directly accesses the memory area of the receiving terminal from the memory area of the transmitting terminal, high-speed communication is possible. In addition to having a credit-based flow control function, RDMA performs Completion control to confirm the completion of data transfer and proceed with processing, so highly reliable communication is possible. RDMA is also used as a transport method for Host-to-Device and Device-to-Device data communication between SSD (Solid State Drive) and GPU (Graphics Processing Unit).
  • SSD Solid State Drive
  • GPU Graphics Processing Unit
  • RDMA is a communication model that configures a QP (Queue Pair) between a local server and a remote server and transfers data using the QP.
  • QP is a set of SQ (Send Queue) and RQ (Receive Queue).
  • the communication unit of RDMA is a communication request called WR (Work Request), which is loaded on SQ/RQ in units of WQE (Work Queue Element).
  • WR includes Send WR, which is a request to send, and Receive WR, which is a request to receive.
  • Send WR the memory area of the data to be sent is specified in WQE and loaded in SQ.
  • Receive WR specify the memory area where you want to receive data in WQE and load it in RQ.
  • WQEs corresponding to the queue size of the SQ/RQ can be stacked in the SQ/RQ by FIFO (First-In-First-Out).
  • FIFO First-In-First-Out
  • CQE Completion Queue Entry
  • CQ Completion Queue
  • WR processing ends with an error during QP CQ is loaded with CQE indicating the error.
  • the SQ/RQ WQE is deleted and the next WR can be accepted.
  • Advances in communication technology may provide networks that connect high bandwidth and long distances.
  • a transponder installed in a current optical transmission system is installed in a client-server system, and the signal reaches the server of the communication partner without undergoing electrical/optical conversion during transmission.
  • high-speed transmission lines can be established with few network resources (frequency, etc.) by selecting the optimum transmission mode (modulation method, baud rate, number of carriers, etc.) based on network conditions (distance, signal quality, etc.).
  • a technique to do so has been proposed. With such technology, long-distance, high-speed communication between communication terminals may be realized using fewer network resources and terminal resources.
  • the present invention has been made in view of the above, and aims to realize high-bandwidth data transfer even on network services with a large RTT (Round Trip Time).
  • An intermediate device of one aspect of the present invention is an intermediate device disposed between a first device and a second device that transfer data using remote direct memory access, wherein a transfer unit that transfers a request including data to be transmitted to a second device; a generation unit that generates a pseudo-response to the request and returns it to the first device; and a response to the request from the second device. and a discarding unit that discards the
  • An intermediate device of one aspect of the present invention is an intermediate device disposed between a first device and a second device that transfer data using remote direct memory access, wherein a generator for generating a pseudo request for requesting data transmission from the first device to the second device based on the first request for requesting data transmission to the second device and transmitting the pseudo request to the second device; , a transfer unit that transfers a response including data to be transmitted from the second device to the first device, and a discarding unit that discards subsequent requests from the first device.
  • a communication method is a communication method by an intermediate device disposed between a first device and a second device that transfer data using remote direct memory access, wherein the first device to the second device, generates a pseudo-response to the request and returns it to the first device, and discards the response to the request from the second device .
  • a communication method is a communication method by an intermediate device disposed between a first device and a second device that transfer data using remote direct memory access, wherein the first device generating a pseudo request requesting transmission of data from said first device to said second device based on the first request requesting transmission of data from said second device, and transmitting said request to said second device forward a response containing the data to be sent from the second device to the first device, and discard subsequent requests from the first device.
  • high-bandwidth data transfer can be realized even on network services with a large RTT.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an RDMA communication model.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining RDMA SEND.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining RDMA WRITE of RDMA.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining RDMA WRITE with Immediate of RDMA.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining RDMA READ of RDMA.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the ATOMIC Operations of RDMA.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of the configuration of a communication system including the intermediate device of this embodiment. 8 is a sequence diagram showing an example of the flow of processing in the communication system of FIG. 7.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of the configuration of a communication system having another intermediate device according to this embodiment.
  • FIG. 10 is a sequence diagram showing an example of the flow of processing in the communication system of FIG. 9.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining an example of a method of creating a table and resolving the destination QPN of the response.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining an example of a method of notifying the source QPN and resolving the destination QPN of the response.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example in which the intermediate device is configured on the NIC.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of an intermediate device;
  • RDMA service types are roughly divided into four types: RC (Reliable Connection), RD (Reliable Datagram), UC (Unreliable Connection), and UD (Unreliable Datagram), according to Reliable/Unreliable and Connection/Datagram.
  • RC and UD are commonly used.
  • RC guarantees the order and reachability of messages by means of acknowledgment of communication success/abnormality and retransmission by ACK/NAK.
  • RC is also connection-oriented, providing one-to-one communication between local-remote QPs.
  • UD does not have a mechanism for acknowledgment and retransmission
  • many-to-many communication such as transmission to multiple QPs and reception from multiple QPs is possible by specifying a destination for each communication.
  • RDMA WRITE with Immediate
  • RDMA READ with Immediate
  • ATOMIC Operations All of these are available in RC. Only SEND can be used in UD.
  • Retransmission control in RDMA is classified into three patterns: when ACK/NAK is not returned, when RNR (Receiver-Not-Ready) NAK is returned, and when Out-Of-sequence NAK is returned .
  • ACK or NAK is not returned from the remote side within a certain period of time, the local side will time out and retransmit.
  • the remote side returns RNR NAK when WQE cannot be prepared by RQ. If RNR NAK is returned from the remote side, the local side will resend after a certain period of time.
  • the remote side returns Out-of-sequence NAK when the PSN (Packet Sequence Number) of the received packet is out of order. If an Out-Of-sequence NAK is returned from the remote side, the local side will resend without waiting.
  • PSN Packet Sequence Number
  • SEND is the basic send/receive model of RDMA, sending data from local to remote.
  • the local When communication is ready, the local sends data with SEND. When the remote successfully receives the data, it loads CQE in CQ, releases WQE in RQ, and returns ACK to the local. When the local receives the ACK, it loads the CQ with the CQE and releases the WQE in the SQ.
  • SEND has a special operation, SEND w/Imm (SEND with Immediate).
  • SEND w/Imm a special field (imm_data) can be set in the WQE of the local SQ, and imm_data can be sent simultaneously when data is sent from the local to the remote.
  • imm_data can be sent simultaneously when data is sent from the local to the remote.
  • the remote When the remote successfully receives the data, it loads the CQ with a CQE containing imm_data.
  • the contents of imm_data can be known remotely by referring to the CQE.
  • RDMA WRITE is a method of transmitting data from local to remote, but differs in that data is directly transferred to a remote memory area.
  • WQE Local prepares SQ and loads WQE.
  • WQE a memory area for data to be transmitted and a remote memory area to be written are set.
  • the remote reserves a memory area for RDMA, there is no need to stack WQE in RQ.
  • the local When communication is ready, the local transmits data with RDMA WRITE. Data is written directly to the remote memory area. The remote returns an ACK to the local upon successfully receiving the data. When the local receives the ACK, it loads the CQ with the CQE and releases the WQE in the SQ.
  • RDMA WRITE has the disadvantage that the remote cannot detect changes in the memory area when receiving data.
  • the remote prepares RQ, stores WQE in RQ, and loads CQE in CQ when data reception is successful, thereby detecting a change in the memory area.
  • the WQE of the local SQ is set with the memory area of the data to be sent, the remote memory area to be written, and a special field (imm_data).
  • the remote fills the CQ with a CQE including imm_data, releases the WQE of the RQ, and returns ACK to the local.
  • the remote can use this CQE to detect changes in any memory area.
  • RDMA READ is a method of pulling data from remote to local.
  • Local prepares SQ and loads WQE.
  • a local memory area from which data is to be received and a remote memory area from which data is to be read are set in WQE.
  • the remote reserves a memory area for RDMA, there is no need to stack WQE in RQ.
  • the local When communication is ready, the local requests data reading with RDMA Read Request.
  • the remote When the remote receives the request, it directly sends the data in the remote memory area to the set local memory area as an RDMA Read Response.
  • the RDMA Read Response contains an ACK extension header.
  • the local When the local receives this ACK, it loads the CQ with the CQE and releases the WQE of the SQ.
  • ATOMIC Operations is a method of performing memory operations such as FetchAdd (Fetch and Add) or CmpSwap (Compare and Swap) on a remote memory area and reading the memory contents before the operation locally.
  • FetchAdd is an operation that adds the value of an arbitrary 64-bit field to the contents of an arbitrary remote memory address.
  • CmpSwap is an operation to change to a new 64-bit field value when the content of any remote memory address is the same as the specified 64-bit field value.
  • the WQE is set with a local memory area to receive data, a remote memory area to be manipulated, and operation details (FetchAdd or CmpSwap and their arguments). Although the remote reserves a memory area for RDMA, there is no need to stack WQE in RQ.
  • the local When communication is ready, the local sends an ATOMIC Command (FetchAdd or CmpSwap).
  • ATOMIC Command FetchAdd or CmpSwap
  • the remote When the remote receives the command, it performs an ATOMIC operation on the set local memory area and returns the pre-operation data with an ATOMIC ACK.
  • the local When the local receives this ACK, it loads the CQ with the CQE and releases the WQE of the SQ.
  • Intermediate devices 10A, 10B are placed between local 30 and remote 50 that transfer data using RDMA. More specifically, the intermediate device 10A is placed in front of the long distance network on the local 30 side, and the intermediate device 10B is placed in front of the long distance network on the remote 50 side. The intermediate device 10A returns the pseudo-response to the local 30, and the intermediate device 10B discards the response from the remote 50.
  • FIG. 7 An example of the configuration of a communication system including intermediate devices 10A and 10B of this embodiment will be described.
  • Intermediate devices 10A, 10B are placed between local 30 and remote 50 that transfer data using RDMA. More specifically, the intermediate device 10A is placed in front of the long distance network on the local 30 side, and the intermediate device 10B is placed in front of the long distance network on the remote 50 side.
  • the intermediate device 10A returns the pseudo-response to the local 30, and the intermediate device 10B discards the response from the remote 50.
  • the intermediate device 10A includes a transfer unit 11 and a generation unit 12.
  • the transfer unit 11 receives requests from the local 30 and transfers them to the remote 50 .
  • This request is, for example, the aforementioned SEND, SEND w/Imm, RDMA WRITE, RDMA WRITE w/Imm, or ATOMIC Command.
  • a request includes data or an operation on data to be sent from the local 30 to the remote 50 .
  • the generation unit 12 picks up a request sent from the local 30 and flagged as Only or Last, and generates a pseudo-response using the PSN included in the request.
  • the generator 12 returns the generated pseudo-response to the local 30 . Note that the same PSN value as the Only or Last request is used for the ACK for the request.
  • the local 30 When the local 30 receives the pseudo-response, it recognizes it as a response from the remote 50, adds CQE to the CQ, and completes normally. This allows the WQE of the local 30 SQ to be forcibly released.
  • the intermediate device 10B includes a transfer unit 11 and a discarding unit 13.
  • the transfer unit 11 transfers the request sent by the local 30 to the remote 50 in the same way as the transfer unit 11 of the intermediate device 10A.
  • the discarding unit 13 discards the true response from the remote 50 to the request. This prevents duplicate reception of responses at the local 30 . Furthermore, if an RNR or an out-of-sequence NAK transmitted from the remote 50 arrives at the local 30, it may cause a malfunction, so the discarding unit 13 also discards these NAKs.
  • the intermediate device 10A may be provided with the discarding unit 13 and the intermediate device 10B may not be arranged.
  • the local 30 stores WQE in the SQ and transmits a request to the remote 50.
  • the request is forwarded to the remote 50 via the intermediate devices 10A, 10B.
  • the intermediate device 10A generates a pseudo-response using the PSN included in the request.
  • the intermediate device 10A returns the pseudo-response to the local 30.
  • the local 30 receives the pseudo-response, it loads the CQE with the CQE and releases the WQE of the SQ.
  • the intermediate device 10A forwards the request, generates a pseudo-response, and returns it to the local device 30 (step S17).
  • the local 30 receives the pseudo-response, it loads the CQE into the CQ, releases the WQE of the SQ, loads the WQE into the SQ, and transmits the request to the remote 50 (step S18).
  • the remote 50 when it successfully receives the request (data), it transmits a response to the local 30 in step S14.
  • the intermediate device 10B discards the received response.
  • the remote 50 when it receives a request, it returns a response, and the intermediate device 10B discards the response.
  • Intermediate devices 20A, 20B are placed between local 30 and remote 50 that transfer data using RDMA. More specifically, the intermediate device 20A is placed in front of the long distance network on the local 30 side, and the intermediate device 20B is placed in front of the long distance network on the remote 50 side. The intermediate device 20A discards the request from the local 30 and the intermediate device 20B sends a pseudo request to the remote 50.
  • FIG. 9 An example of the configuration of a communication system including other intermediate devices 20A and 20B of this embodiment will be described.
  • Intermediate devices 20A, 20B are placed between local 30 and remote 50 that transfer data using RDMA. More specifically, the intermediate device 20A is placed in front of the long distance network on the local 30 side, and the intermediate device 20B is placed in front of the long distance network on the remote 50 side. The intermediate device 20A discards the request from the local 30 and the intermediate device 20B sends a pseudo request to the remote 50.
  • FIG. 9 An example of the configuration of a communication system including other intermediate devices 20A and 20B of this embodiment
  • the intermediate device 20A includes a discarding unit 21 and a transfer unit 24.
  • the discarding unit 21 transfers the first request (Only or First request) from the local 30 to the remote 50 and discards subsequent requests from the local 30 . This prevents duplicate reception of requests at the remote 50 .
  • the transfer unit 24 transfers the response returned from the remote 50 to the local 30.
  • the response contains data to be sent from the remote 50 to the local 30 .
  • the intermediate device 20B includes a generation unit 22, a control unit 23, and a transfer unit 24.
  • the generation unit 22 picks up the first request from the local 30 and generates a pseudo-request using the destination QPN (QPNumber) included in RETH (RDMA Extended Transport Header) and BTH (Base Transport Header). Generate.
  • QPNumber the destination QPN included in RETH (RDMA Extended Transport Header) and BTH (Base Transport Header).
  • the generation unit 22 generates pseudo requests so that the number obtained by subtracting the number of responses returned from the remote 50 from the number of requests sent to the remote 50 does not exceed the SQ queue size of the local 30 .
  • the PSN of a pseudo request is obtained by calculating the number of requests for 1 WQE from the DMA length of RETH and PSH of BTH of the request, and incrementing the PSN by that number.
  • the remote 50 Upon receiving the pseudo request, the remote 50 recognizes it as a request from the local 30, extracts data from the memory area, and transmits the response to the local 30. This allows data to be sent from the remote 50 without waiting for a request from the local 30 .
  • the control unit 23 checks the pseudo-request sent to the remote 50 and the response returned from the remote 50, and checks whether or not the expected length and number of responses are returned. Controls when pseudo requests are generated.
  • the transfer unit 24 transfers the response returned from the remote 50 to the local 30 in the same manner as the transfer unit 24 of the intermediate device 20A.
  • the intermediate device 20B may include the discarding unit 21 and the intermediate device 20A may not be arranged.
  • the local 30 loads the SQ with WQE and transmits the first request to the remote 50.
  • the intermediate device 20A transfers the first request to the remote 50 side without discarding it.
  • Intermediate device 20B acquires the QPN included in the first request.
  • the remote 50 Upon receiving the request, the remote 50 returns a response to the local 30 in step S22.
  • the local 30 receives the response, it loads the CQ with the CQE and releases the WQE of the SQ.
  • the local 30 loads the SQ with WQE and transmits the subsequent request to the remote 50.
  • the intermediate device 20A discards subsequent requests from the local 30.
  • the intermediate device 20B generates a pseudo request in step S25 and transmits the pseudo request to the remote 50 in step S26.
  • the intermediate device 20B controls the generation timing of the pseudo-request so that the local 30 can correctly receive the response returned from the remote 50.
  • the remote 50 Upon receiving the pseudo request, the remote 50 returns a response including data to the local 30 in step S27.
  • the local 30 loads the CQE into the CQ, releases the WQE of the SQ, loads the WQE into the SQ, and transmits the subsequent request to the remote 50 (step S28). .
  • the intermediate device 20A discards subsequent requests from the local 30 (step S29).
  • the intermediate device 20B generates a pseudo request at a predetermined timing (step S30) and transmits the pseudo request to the remote 50 (step S31).
  • QP has different QPN for each endpoint.
  • the SQ/RQ recognizes the QPN of the opposite side, and includes the destination QPN in the header when generating the RDMA packet.
  • the QPN of the source is not included in the header.
  • the intermediate device 10A generates a pseudo-response
  • the destination of the pseudo-response is unknown because the received request does not contain information indicating the QPN of the transmission source. Therefore, in this embodiment, the destination of the pseudo-response is specified by the following two methods.
  • the first method is to inspect the exchange of the original RDMA request and response and store the QPN combination in a table.
  • the same PSN is used for RDMA packet Only or Last requests and ACKs. Therefore, the intermediate device 10A inspects the passing requests and responses, and adds the destination QPN of each header of the Only or Last request and ACK having the same PSN to the table as a combination.
  • the destination QPNs of the request and response headers with the same PSN are 0x000020 and 0x000010, respectively, so add the combination of 0x000010 and 0x000020 to the table.
  • the local 30 constitutes a QP between each of the remote 50A and the remote 50B.
  • the intermediate device 10A When the intermediate device 10A generates a pseudo-response, it acquires a combination of QPNs including the destination QPN of the request from the table, and sets the other QPN of the combination as the destination QPN of the pseudo-response. For example, when receiving a request with a destination QPN of 0x000020, the intermediate device 10A acquires a combination of 0x000010 and 0x000020 including 0x000020 from the table, and sets the destination QPN of the pseudo-response to 0x000010.
  • the second method is to put the Source QPN on the RDMA packet.
  • WQE has a 32-bit immDt (immediate Date) field, and any 32-bit information can be written in the immDt field only for SEND with immediate or RDMA WRITE with immediate.
  • the local 30 has an insertion unit 31, and the insertion unit 31 writes the QPN of the local 30 side SQ into the immDt field of the WQE of the local 30 side SQ.
  • the intermediate device 10A When the intermediate device 10A generates a pseudo-response, it sets the QPN written in the immDt field of the received request as the destination QPN of the pseudo-response.
  • the intermediate devices 10A and 10B of FIG. 7 can be used for SEND.
  • the intermediate device 10A transfers SEND Only to the remote 50 side, creates a pseudo-response (ACK) from the SEND Only header, and returns it to the local 30.
  • ACK pseudo-response
  • the local 30 receives the pseudo-response, it loads the CQE with the CQE and releases the WQE of the SQ.
  • the remote 50 When the remote 50 successfully receives the data, it returns an ACK to the local 30 side. Intermediate device 20B discards the ACK from remote 50 .
  • the intermediate devices 10A and 10B in FIG. 7 can be used for RDMA WRITE.
  • the intermediate device 10A transfers the data to the remote 50 side, creates a pseudo-response (ACK) from the RDMA WRITE header, and returns it to the local 30.
  • ACK pseudo-response
  • the local 30 receives the pseudo-response, it loads the CQE with the CQE and releases the WQE of the SQ.
  • the remote 50 When the remote 50 successfully receives the data, it returns an ACK to the local 30. Intermediate device 10B discards the ACK from remote 50 .
  • the RDMA WRITE w/Imm shown in FIG. 4 can also be applied in the same manner as the RDMA WRITE.
  • the intermediate device 20A transfers the first request to the remote 50 without abandoning it.
  • the remote 50 Upon receiving the request, the remote 50 returns a response to the local 30.
  • the intermediate devices 20A, 20B forward the responses to the local 30. FIG.
  • the intermediate device 20B classifies the request as completed or incomplete based on the status of the response, and estimates the free SQ of the local 30.
  • the intermediate device 20B creates new pseudo requests (pseudo RDMA Read Requests) for the amount of free SQ and transmits them to the remote 50 .
  • Intermediate device 20B repeats creation and transmission of the pseudo request until the request is classified as completed based on the status of the response.
  • the local 30 When the local 30 successfully receives the data, it loads the CQE into the CQ, releases the WQE of the SQ, loads a new WQE into the SQ, and transmits a new request to the remote 50 .
  • the intermediate device 20A discards the request from the local 30.
  • the operation differs depending on whether the remote 50 pre-operation data may be discarded or the local 30 receives the pre-operation data.
  • pre-operation data can be discarded. If pre-operation data can be discarded in ATOMIC Operations, intermediate devices 10A and 10B in FIG. 7 can be used.
  • the intermediate device 10A transfers the ATOMIC Command to the remote 50 side, creates a pseudo-response (ATOMIC ACK) from the header of the ATOMIC Command, and returns it to the local 30.
  • ATOMIC ACK pseudo-response
  • the local 30 receives the pseudo-response, it loads the CQE with the CQE and releases the WQE of the SQ.
  • the remote 50 Upon receiving the ATOMIC Command, the remote 50 performs the ATOMIC operation and returns the pre-operation data with ATOMIC ACK.
  • the intermediate device 10B discards the ATOMIC ACK from the remote 50.
  • the intermediate devices 20A and 20B transfer the ATOMIC Command to the remote 50.
  • the remote 50 Upon receiving the ATOMIC Command, the remote 50 performs the ATOMIC operation and returns the pre-operation data with ATOMIC ACK. Intermediate devices 20A and 20B transfer ATOMIC ACK to local 30.
  • the intermediate device 20B classifies the request as completed or incomplete based on the status of the response, and estimates the free SQ of the local 30.
  • the intermediate device 20B creates a new pseudo request (pseudo ATOMIC Command) for the amount of space in the SQ and transmits it to the remote 50 .
  • Intermediate device 20B repeats creation and transmission of the pseudo request until the request is classified as completed based on the status of the response.
  • the intermediate device 10A of this embodiment includes the transfer unit 11 that transfers a request including data to be transmitted from the local device 30 to the remote device 50, and a pseudo-response to the request that is generated and returned to the local device 30.
  • a part 12 is provided.
  • the intermediate device 10B has a discarding unit 13 that discards the response to the request from the remote 50.
  • the intermediate device 20B of this embodiment includes a generator 22 that generates a pseudo request based on a first request requesting transmission of data from the local 30 to the remote 50 and transmits it to the remote 50, and a generator 22 that transmits the pseudo request from the remote 50 to the local 30.
  • a transfer unit 24 is provided for transferring a response including data to be processed.
  • the intermediate device 20A includes a discarding unit 21 that discards subsequent requests from the local 30. FIG. Since the remote 50 transmits data in response to a pseudo request from the intermediate device 20B, even if the RTT between the local 30 and the remote 50 is large, high-bandwidth data transfer is realized without waiting for a request from the local 30. can.
  • the intermediate devices 10A, 10B, 20A, and 20B are installed between the local 30 and the remote 50.
  • Devices 10A, 20A may be configured and intermediate devices 10B, 20B may be configured on the NIC of the remote 50 device.
  • intermediate devices 10A, 10B, 20A, and 20B may be composed of physical servers or may be composed of virtual servers.
  • Network devices such as switches or routers may provide the functionality of intermediate devices 10A, 10B, 20A, 20B.
  • An intermediate device having the functions of the intermediate device 10A and the intermediate device 10B may be arranged on the local 30 side, and an intermediate device having the functions of the intermediate device 20A and the intermediate device 20B may be arranged on the remote 50 side. may be placed.
  • the intermediate device 10A having the discarding unit 13 may be arranged on the local 30 side, and the intermediate device 20B having the discarding unit 21 may be arranged on the remote 50 side.
  • the intermediate devices 10A, 10B, 20A, and 20B described above include, for example, a central processing unit (CPU) 901, a memory 902, a storage 903, a communication device 904, and an input device 905 as shown in FIG. , and an output device 906 can be used.
  • CPU central processing unit
  • memory 902 a storage 903, a communication device 904, and an input device 905 as shown in FIG.
  • an output device 906 can be used.
  • intermediate apparatuses 10A, 10B, 20A, and 20B are realized by CPU 901 executing a predetermined program loaded on memory 902.
  • FIG. This program can be recorded on a computer-readable recording medium such as a magnetic disk, optical disk, or semiconductor memory, or distributed via a network.

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Abstract

中間装置１０Ａは、ローカル３０からリモート５０へ送信されるデータを含むリクエストを転送する転送部１１と、リクエストに対する疑似レスポンスを生成してローカル３０へ返却する生成部１２を備える。中間装置１０Ｂは、リモート５０からのリクエストに対するレスポンスを破棄する破棄部１３を備える。中間装置２０Ｂは、ローカル３０からリモート５０へデータの送信を要求する最初のリクエストに基づいて疑似リクエストを生成し、リモート５０へ送信する生成部２２と、リモート５０からローカル３０へ送信されるデータを含むレスポンスを転送する転送部２４を備える。中間装置２０Ａは、ローカル３０からの後続のリクエストを破棄する破棄部２１を備える。

Description

中間装置、通信方法、およびプログラム
　本発明は、中間装置、通信方法、およびプログラムに関する。
　ＩｎｆｉｎｉＢａｎｄ（非特許文献１）のトランスポートレイヤに使用されるＲＤＭＡ（Ｒｅｍｏｔｅ　Ｄｉｒｅｃｔ　Ｍｅｍｏｒｙ　Ａｃｃｅｓｓ）は、離れた距離にある通信端末同士で高速かつ高信頼なデータ転送を行う通信プロトコルである。ＲＤＭＡは、送信端末のメモリ領域から受信端末のメモリ領域へ直接メモリアクセスするため、高速な通信が可能である。ＲＤＭＡは、クレジットベースのフロー制御機能を持つほか、データ転送の完了を確認して処理を進めるＣｏｍｐｌｅｔｉｏｎ制御を行うため、高信頼な通信が可能である。ＲＤＭＡは、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）とＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）との間での、Ｈｏｓｔ－ｔｏ－Ｄｅｖｉｃｅ，Ｄｅｖｉｃｅ－ｔｏ－Ｄｅｖｉｃｅのデータ通信のトランスポート方式としても使われる。
　図１に示すように、ＲＤＭＡは、ローカルサーバとリモートサーバの間でＱＰ（Ｑｕｅｕｅ　Ｐａｉｒ）を構成し、ＱＰを用いてデータを転送する通信モデルである。ＱＰは、ＳＱ（Ｓｅｎｄ　Ｑｕｅｕｅ）とＲＱ（Ｒｅｃｅｉｖｅ　Ｑｕｅｕｅ）のセットである。ＲＤＭＡの通信単位はＷＲ（Ｗｏｒｋ　Ｒｅｑｕｅｓｔ）と呼ばれる通信要求であり、ＷＱＥ（Ｗｏｒｋ　Ｑｕｅｕｅ　Ｅｌｅｍｅｎｔ）という単位でＳＱ／ＲＱに積まれる。ＷＲには、送信要求であるＳｅｎｄ　ＷＲと受信要求であるＲｅｃｅｉｖｅ　ＷＲがある。Ｓｅｎｄ　ＷＲでは、送信したいデータのメモリ領域をＷＱＥに指定してＳＱへ積む。Ｒｅｃｅｉｖｅ　ＷＲでは、データを受信したいメモリ領域をＷＱＥに指定してＲＱへ積む。ＳＱ／ＲＱのキューサイズ分、ＷＱＥをＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ－Ｉｎ－Ｆｉｒｓｔ－Ｏｕｔ）でＳＱ／ＲＱに積むことができる。ＱＰの間でＷＲの処理が正常に完了すると、ＳＱ／ＲＱのそれぞれに対応したＣＱ（Ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ　Ｑｕｅｕｅ）に、正常完了を示すＣＱＥ（Ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ　Ｑｕｅｕｅ　Ｅｎｔｒｙ）が積まれる。ＱＰの間でＷＲの処理がエラーで終了すると、ＣＱにはエラーを示すＣＱＥが積まれる。正常完了のＣＱＥを確認すると、ＳＱ／ＲＱのＷＱＥは削除され、次のＷＲの受け入れが可能になる。
InfiniBand Architecture Specification Volume 1, Release 1.4, April 2020
　通信技術の進展により、高帯域かつ長距離を接続するネットワークが提供される可能性がある。例えば現在の光伝送システムに搭載されているトランスポンダーがクライアントサーバシステムに搭載され、伝送途中で電気・光変換されることなく通信相手のサーバに届く状況が考えられる。また、光伝送システムでは網状態（距離や信号品質など）から最適な伝送モード（変調方式、ボーレート、キャリア数など）を選択することで、少ない網リソース（周波数など）で高速な伝送路を確立する技術が提案されている。このような技術により、通信端末間の長距離・高速通信が、少ない網リソースや端末リソースを用いて実現される可能性がある。
　ネットワークが長距離になるほど、ＲＤＭＡの転送性能は低下するという問題があった。これは、長延化した回線ではより多くの転送時間が必要であり、コネクション型のプロトコルではデータ転送完了を知らせるパケットを受け取るまで次のパケットを送信できないからである。特に、コネクション型のサービスタイプでは、ローカル側のＷＱＥを完了させるために、リモート側からＡＣＫを受信してＣＱＥの発行を待たなければならない。ローカル－リモート間のリクエストおよびレスポンスに時間がかかるほど、ＳＱ／ＲＱに未完了のＷＱＥが滞留するため、処理待ちでキューに積むことができないＷＱＥが増え、転送性能が低下してしまう。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、ＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ　Ｔｒｉｐ　Ｔｉｍｅ）が大きいネットワークサービス上でも高帯域なデータ転送を実現することを目的とする。
　本発明の一態様の中間装置は、リモートダイレクトメモリアクセスを用いてデータを転送する第１の装置と第２の装置の間に配置される中間装置であって、前記第１の装置から前記第２の装置へ送信されるデータを含むリクエストを転送する転送部と、前記リクエストに対する疑似レスポンスを生成して前記第１の装置へ返却する生成部と、前記第２の装置からの前記リクエストに対するレスポンスを破棄する破棄部を備える。
　本発明の一態様の中間装置は、リモートダイレクトメモリアクセスを用いてデータを転送する第１の装置と第２の装置の間に配置される中間装置であって、前記第１の装置から前記第２の装置へデータの送信を要求する最初のリクエストに基づいて前記第１の装置から前記第２の装置へデータの送信を要求する疑似リクエストを生成して前記第２の装置へ送信する生成部と、前記第２の装置から前記第１の装置へ送信されるデータを含むレスポンスを転送する転送部と、前記第１の装置からの後続のリクエストを破棄する破棄部を備える。
　本発明の一態様の通信方法は、リモートダイレクトメモリアクセスを用いてデータを転送する第１の装置と第２の装置の間に配置される中間装置による通信方法であって、前記第１の装置から前記第２の装置へ送信されるデータを含むリクエストを転送し、前記リクエストに対する疑似レスポンスを生成して前記第１の装置へ返却し、前記第２の装置からの前記リクエストに対するレスポンスを破棄する。
　本発明の一態様の通信方法は、リモートダイレクトメモリアクセスを用いてデータを転送する第１の装置と第２の装置の間に配置される中間装置による通信方法であって、前記第１の装置から前記第２の装置へデータの送信を要求する最初のリクエストに基づいて前記第１の装置から前記第２の装置へデータの送信を要求する疑似リクエストを生成して前記第２の装置へ送信し、前記第２の装置から前記第１の装置へ送信されるデータを含むレスポンスを転送し、前記第１の装置からの後続のリクエストを破棄する。
　本発明によれば、ＲＴＴが大きいネットワークサービス上でも高帯域なデータ転送を実現できる。
図１は、ＲＤＭＡの通信モデルを説明するための図である。 図２は、ＲＤＭＡのＳＥＮＤを説明するための図である。 図３は、ＲＤＭＡのＲＤＭＡ　ＷＲＩＴＥを説明するための図である。 図４は、ＲＤＭＡのＲＤＭＡ　ＷＲＩＴＥ　ｗｉｔｈ　Ｉｍｍｅｄｉａｔｅを説明するための図である。 図５は、ＲＤＭＡのＲＤＭＡ　ＲＥＡＤを説明するための図である。 図６は、ＲＤＭＡのＡＴＯＭＩＣ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓを説明するための図である。 図７は、本実施形態の中間装置を備えた通信システムの構成の一例を示す図である。 図８は、図７の通信システムの処理の流れの一例を示すシーケンス図である。 図９は、本実施形態の別の中間装置を備えた通信システムの構成の一例を示す図である。 図１０は、図９の通信システムの処理の流れの一例を示すシーケンス図である。 図１１は、テーブルを作成してレスポンスの宛先ＱＰＮを解決する方法の一例を説明するための図である。 図１２は、ソースＱＰＮを通知してレスポンスの宛先ＱＰＮを解決する方法の一例を説明するための図である。 図１３は、中間装置をＮＩＣ上に構成した一例を示す図である。 図１４は、中間装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
　［ＲＤＭＡについて］
　ＲＤＭＡのサービスタイプは、Ｒｅｌｉａｂｌｅ／Ｕｎｒｅｌｉａｂｌｅ、Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ／Ｄａｔａｇｒａｍの区分により、ＲＣ（Ｒｅｌｉａｂｌｅ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）、ＲＤ（Ｒｅｌｉａｂｌｅ　Ｄａｔａｇｒａｍ）、ＵＣ（Ｕｎｒｅｌｉａｂｌｅ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）、およびＵＤ（Ｕｎｒｅｌｉａｂｌｅ　Ｄａｔａｇｒａｍ）の４つに大別される。ＲＣとＵＤが一般に使用される。
　ＲＣは、ＡＣＫ／ＮＡＫによる通信の成功・異常の確認と再送の仕組みによって、メッセージの順序性と到達性を保証するものである。また、ＲＣは、コネクション型でもあり、ローカル－リモートのＱＰ間で１対１の通信を行う。
　ＵＤには、確認応答および再送の仕組みはないものの、通信ごとに宛先を指定して複数のＱＰへの送信および複数のＱＰからの受信といった多対多の通信が可能である。
　ＲＤＭＡにおけるオペレーションタイプは、ＳＥＮＤ、ＲＤＭＡ　ＷＲＩＴＥ（ｗｉｔｈ　Ｉｍｍｅｄｉａｔｅ）、ＲＤＭＡ　ＲＥＡＤ、およびＡＴＯＭＩＣ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓの４つに大別される。ＲＣではこれら全てが使用できる。ＵＤではＳＥＮＤのみ使用できる。
　ＲＤＭＡにおける再送制御は、ＡＣＫ／ＮＡＫが返ってこない場合、ＲＮＲ（Ｒｅｃｅｉｖｅｒ－Ｎｏｔ－Ｒｅａｄｙ）　ＮＡＫが返ってきた場合、およびＯｕｔ－Ｏｆ－ｓｅｑｕｅｎｃｅ　ＮＡＫが返ってきた場合の３つのパターンに分類される。リモート側からＡＣＫまたはＮＡＫが一定時間以内に返ってこない場合、ローカル側はタイムアウトとして再送する。また、リモート側は、ＲＱでＷＱＥが用意できない場合にＲＮＲ　ＮＡＫを返す。リモート側からＲＮＲ　ＮＡＫが返ってきた場合、ローカル側は一定時間後に再送する。また、リモート側は、受信したパケットのＰＳＮ（Ｐａｃｋｅｔ　Ｓｅｑｕｅｎｃｅ　Ｎｕｍｂｅｒ）が順序通りでなかった場合にＯｕｔ－ｏｆ－ｓｅｑｕｅｎｃｅ　ＮＡＫを返す。リモート側からＯｕｔ－Ｏｆ－ｓｅｑｕｅｎｃｅ　ＮＡＫが返ってきた場合、ローカル側は待たずに再送する。
　［ＲＤＭＡのオペレーション］
　次に、サービスタイプがＲＣのいくつかのオペレーションについて説明する。
　まず、図２を参照し、ＲＤＭＡのオペレーションのＳＥＮＤについて説明する。ＳＥＮＤはＲＤＭＡの基本的な送受信モデルであり、ローカルからリモートへデータを送信する。
　ローカルはＳＱを用意し、リモートはＲＱを用意して、ローカルとリモートはそれぞれＳＱとＲＱにＷＱＥを積む。
　通信の準備ができると、ローカルはＳＥＮＤでデータを送信する。リモートは、データの受信が成功すると、ＣＱにＣＱＥを積み、ＲＱのＷＱＥを解放するとともに、ローカルへＡＣＫを返却する。ローカルは、ＡＣＫを受信すると、ＣＱにＣＱＥを積み、ＳＱのＷＱＥを解放する。
　また、ＳＥＮＤには、特殊なオペレーションであるＳＥＮＤ　ｗ／Ｉｍｍ（ＳＥＮＤ　ｗｉｔｈ　Ｉｍｍｅｄｉａｔｅ）が用意されている。ＳＥＮＤ　ｗ／Ｉｍｍでは、ローカルのＳＱのＷＱＥに特殊フィールド（ｉｍｍ＿ｄａｔａ）を設定することができ、ローカルからリモートへのデータ送信時にｉｍｍ＿ｄａｔａを同時に送信できる。リモートは、データの受信が成功すると、ＣＱにｉｍｍ＿ｄａｔａを含むＣＱＥを積む。リモートでは、ＣＱＥを参照することで、ｉｍｍ＿ｄａｔａの内容を知ることができる。
　続いて、図３を参照し、ＲＤＭＡのオペレーションのＲＤＭＡ　ＷＲＩＴＥについて説明する。ＲＤＭＡ　ＷＲＩＴＥは、ＳＥＮＤと同様に、ローカルからリモートへデータを送信する方式であるが、リモートのメモリ領域へデータが直接転送される点が異なる。
　ローカルはＳＱを用意してＷＱＥを積む。ＷＱＥには、送信したいデータのメモリ領域と、書き込みたいリモートのメモリ領域が設定される。リモートはＲＤＭＡ用のメモリ領域を確保するが、ＲＱにＷＱＥを積む必要はない。
　通信の準備ができると、ローカルはＲＤＭＡ　ＷＲＩＴＥでデータを送信する。データはリモートのメモリ領域へ直接書き込まれる。リモートは、データの受信が成功すると、ローカルへＡＣＫを返す。ローカルは、ＡＣＫを受信すると、ＣＱにＣＱＥを積み、ＳＱのＷＱＥを解放する。
　続いて、図４を参照し、ＲＤＭＡのオペレーションのＲＤＭＡ　ＷＲＩＴＥ　ｗ／Ｉｍｍ（ＲＤＭＡ　ＷＲＩＴＥ　ｗｉｔｈ　Ｉｍｍｅｄｉａｔｅ）について説明する。ＲＤＭＡ　ＷＲＩＴＥには、データ受信時にリモートがメモリ領域の変更を検知できない不都合がある。ＲＤＭＡ　ＷＲＩＴＥ　ｗ／Ｉｍｍでは、リモートはＲＱを用意し、ＲＱにＷＱＥを積み、データの受信成功時にＣＱにＣＱＥを積むことで、メモリ領域の変更を検知する。ローカルのＳＱのＷＱＥには、送信したいデータのメモリ領域、書き込みたいリモートのメモリ領域、および特殊フィールド（ｉｍｍ＿ｄａｔａ）が設定される。リモートは、データの受信が成功すると、ＣＱにｉｍｍ＿ｄａｔａを含むＣＱＥを積み、ＲＱのＷＱＥを解放するとともに、ローカルへＡＣＫを返す。リモートは、このＣＱＥを用いて任意のメモリ領域の変更を検知できる。
　続いて、図５を参照し、ＲＤＭＡのオペレーションのＲＤＭＡ　ＲＥＡＤについて説明する。ＲＤＭＡ　ＲＥＡＤは、リモートからローカルへデータを引き込む方式である。
　ローカルはＳＱを用意してＷＱＥを積む。ＷＱＥには、データを受信したいローカルのメモリ領域と、読み込みたいリモートのメモリ領域が設定される。リモートはＲＤＭＡ用のメモリ領域を確保するが、ＲＱにＷＱＥを積む必要はない。
　通信の準備ができると、ローカルはＲＤＭＡ　Ｒｅａｄ　Ｒｅｑｕｅｓｔでデータ読み込みを要求する。リモートはリクエストを受信すると、設定されたローカルのメモリ領域に対してリモートのメモリ領域のデータをＲＤＭＡ　Ｒｅａｄ　Ｒｅｓｐｏｎｓｅで直接送る。ＲＤＭＡ　Ｒｅａｄ　ＲｅｓｐｏｎｓｅにはＡＣＫ拡張ヘッダが含まれている。ローカルは、このＡＣＫを受信すると、ＣＱにＣＱＥを積み、ＳＱのＷＱＥを解放する。
　続いて、図６を参照し、ＲＤＭＡのオペレーションのＡＴＯＭＩＣ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓについて説明する。ＡＴＯＭＩＣ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓは、リモートのメモリ領域に対し、ＦｅｔｃｈＡｄｄ（Ｆｅｔｃｈ　ａｎｄ　Ａｄｄ）またはＣｍｐＳｗａｐ（Ｃｏｍｐａｒｅ　ａｎｄ　Ｓｗａｐ）のメモリ操作を行い、操作前のメモリ内容をローカルへ読み込む方式である。ＦｅｔｃｈＡｄｄは、リモートの任意のメモリアドレスの内容に任意の６４ｂｉｔフィールドの値を加算する操作である。ＣｍｐＳｗａｐ、リモートの任意のメモリアドレスの内容が指定した６４ｂｉｔフィールドの値と同値だった場合に新しい６４ｂｉｔフィールドの値に変更する操作である。
　ローカルはＳＱを用意してＷＱＥを積む。ＷＱＥには、データを受信したいローカルのメモリ領域、操作したいリモートのメモリ領域、および操作内容（ＦｅｔｃｈＡｄｄまたはＣｍｐＳｗａｐ、並びにその引数）が設定される。リモートはＲＤＭＡ用のメモリ領域を確保するが、ＲＱにＷＱＥを積む必要はない。
　通信の準備ができると、ローカルはＡＴＯＭＩＣ　Ｃｏｍｍａｎｄ（ＦｅｔｃｈＡｄｄまたはＣｍｐＳｗａｐ）を送信する。リモートはコマンドを受信すると、設定されたローカルのメモリ領域に対してＡＴＯＭＩＣ操作を行い、操作前データをＡＴＯＭＩＣ　ＡＣＫで返却する。ローカルは、このＡＣＫを受信すると、ＣＱにＣＱＥを積み、ＳＱのＷＱＥを解放する。
　［通信システムの構成］
　次に、図７を参照し、本実施形態の中間装置１０Ａ，１０Ｂを備えた通信システムの構成の一例について説明する。中間装置１０Ａ，１０Ｂは、ＲＤＭＡを用いてデータを転送するローカル３０とリモート５０の間に配置される。より具体的には、中間装置１０Ａは、ローカル３０側の長距離ネットワークの前段に配置され、中間装置１０Ｂは、リモート５０側の長距離ネットワークの前段に配置される。中間装置１０Ａは、疑似レスポンスをローカル３０へ返却し、中間装置１０Ｂは、リモート５０からのレスポンスを破棄する。
　中間装置１０Ａは、転送部１１と生成部１２を備える。
　転送部１１は、ローカル３０からリクエストを受信してリモート５０へ転送する。このリクエストは、例えば、前述のＳＥＮＤ、ＳＥＮＤ　ｗ／Ｉｍｍ、ＲＤＭＡ　ＷＲＩＴＥ、ＲＤＭＡ　ＷＲＩＴＥ　ｗ／Ｉｍｍ、またはＡＴＯＭＩＣ　Ｃｏｍｍａｎｄである。リクエストには、ローカル３０からリモート５０へ送信するデータまたはデータに対する操作が含まれる。
　生成部１２は、ローカル３０から送信され、かつＯｎｌｙまたはＬａｓｔのフラグが立ったリクエストをピックアップし、リクエストに含まれるＰＳＮを用いて疑似レスポンス（ｐｓｅｕｄｏ－Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を生成する。生成部１２は、生成した疑似レスポンスをローカル３０へ返却する。なお、リクエストに対するＡＣＫには、ＯｎｌｙまたはＬａｓｔのリクエストと同じＰＳＮの値が用いられる。
　ローカル３０は、疑似レスポンスを受信すると、リモート５０からのレスポンスと認識してＣＱにＣＱＥを積み、正常完了する。これにより、ローカル３０のＳＱのＷＱＥを強制的に解放できる。
　中間装置１０Ｂは、転送部１１と破棄部１３を備える。
　転送部１１は、中間装置１０Ａの転送部１１と同様に、ローカル３０の送信したリクエストをリモート５０へ転送する。
　破棄部１３は、リクエストに対する、リモート５０からの真のレスポンスを破棄する。これにより、ローカル３０でのレスポンスの重複受信を防止できる。さらに、リモート５０から送信されるＲＮＲまたはｏｕｔ－ｏｆ－ｓｅｑｕｅｎｃｅによるＮＡＫがローカル３０へ到着すると誤作動を引き起こす可能性があるため、破棄部１３は、これらのＮＡＫも破棄する。
　なお、中間装置１０Ａが破棄部１３を備えて、中間装置１０Ｂを配置しなくてもよい。
　［通信システムの動作］
　次に、図８のシーケンス図を参照し、中間装置１０Ａ，１０Ｂを備える通信システムの処理の流れの一例について説明する。
　ステップＳ１１にて、ローカル３０は、ＳＱにＷＱＥを積み、リモート５０へリクエストを送信する。リクエストは、中間装置１０Ａ，１０Ｂを介してリモート５０へ転送される。
　ステップＳ１２にて、中間装置１０Ａは、リクエストに含まれるＰＳＮを用いて疑似レスポンスを生成する。ステップＳ１３にて、中間装置１０Ａは、疑似レスポンスをローカル３０へ返却する。ローカル３０は、疑似レスポンスを受信すると、ＣＱにＣＱＥを積み、ＳＱのＷＱＥを解放する。
　以降、ローカル３０が、ＳＱにＷＱＥを積み、リモート５０へリクエストを送信すると（ステップＳ１６）、中間装置１０Ａは、リクエストを転送すると疑似レスポンスを生成してローカル３０に返却する（ステップＳ１７）。ローカル３０は、疑似レスポンスを受信すると、ＣＱにＣＱＥを積み、ＳＱのＷＱＥを解放した後、ＳＱにＷＱＥを積んで、リモート５０へリクエストを送信する（ステップＳ１８）。
　一方、リモート５０は、リクエスト（データ）の受信が成功すると、ステップＳ１４にて、レスポンスをローカル３０へ送信する。
　ステップＳ１５にて、中間装置１０Ｂは、受信したレスポンスを破棄する。
　以降、リモート５０はリクエストを受信するとレスポンスを返却し、中間装置１０Ｂはレスポンスを破棄する。
　［別の通信システム］
　次に、図９を参照し、本実施形態の別の中間装置２０Ａ，２０Ｂを備えた通信システムの構成の一例について説明する。中間装置２０Ａ，２０Ｂは、ＲＤＭＡを用いてデータを転送するローカル３０とリモート５０の間に配置される。より具体的には、中間装置２０Ａは、ローカル３０側の長距離ネットワークの前段に配置され、中間装置２０Ｂは、リモート５０側の長距離ネットワークの前段に配置される。中間装置２０Ａは、ローカル３０からのリクエストを破棄し、中間装置２０Ｂは、疑似リクエストをリモート５０へ送信する。
　中間装置２０Ａは、破棄部２１と転送部２４を備える。
　破棄部２１は、ローカル３０からの最初のリクエスト（ＯｎｌｙまたはＦｉｒｓｔのリクエスト）をリモート５０へ転送し、ローカル３０からの後続のリクエストを破棄する。これにより、リモート５０でのリクエストの重複受信を防止できる。
　転送部２４は、リモート５０からローカル３０へ返却されるレスポンスを転送する。レスポンスには、リモート５０からローカル３０へ送信するデータが含まれる。
　中間装置２０Ｂは、生成部２２、制御部２３、および転送部２４を備える。
　生成部２２は、ローカル３０からの最初のリクエストをピックアップし、ＲＥＴＨ（ＲＤＭＡ　Ｅｘｔｅｎｄｅｄ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｈｅａｄｅｒ）およびＢＴＨ（Ｂａｓｅ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｈｅａｄｅｒ）に含まれるｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ　ＱＰＮ（ＱＰ　Ｎｕｍｂｅｒ）を用いて疑似リクエスト（ｐｓｅｕｄｅｏ－Ｒｅｑｕｅｓｔ）を生成する。
　生成部２２は、リモート５０へ送られたリクエスト数からリモート５０から返却されたレスポンス数を引いた数がローカル３０のＳＱのキューサイズを超えないように、疑似リクエストを生成する。疑似リクエストのＰＳＮは、リクエストのＲＥＴＨのＤＭＡ　ＬｅｎｇｔｈおよびＢＴＨのＰＳＨから１ＷＱＥ分のリクエスト数を算出し、その数だけＰＳＮをインクリメントして求める。
　リモート５０は、疑似リクエストを受信すると、ローカル３０からのリクエストと認識してメモリ領域からデータを取り出し、レスポンスをローカル３０へ送信する。これにより、ローカル３０からのリクエストを待つことなく、リモート５０からデータを送信できる。
　制御部２３は、リモート５０へ送られた疑似リクエストと、リモート５０から返却されたレスポンスをチェックし、期待通りの長さ・個数のレスポンスが返却されているか否かを検査し、生成部２２の疑似リクエストの生成タイミングを制御する。
　転送部２４は、中間装置２０Ａの転送部２４と同様に、リモート５０からローカル３０へ返却されるレスポンスを転送する。
　なお、中間装置２０Ｂが破棄部２１を備えて、中間装置２０Ａを配置しなくてもよい。
　［別の通信システムの動作］
　次に、図１０のシーケンス図を参照し、中間装置２０Ａ，２０Ｂを備える通信システムの処理の流れの一例について説明する。
　ステップＳ２１にて、ローカル３０は、ＳＱにＷＱＥを積み、リモート５０へ最初のリクエストを送信する。中間装置２０Ａは、最初のリクエストは破棄せずにリモート５０側へ転送する。中間装置２０Ｂは、最初のリクエストに含まれるＱＰＮを取得する。
　リモート５０は、リクエストを受信すると、ステップＳ２２にて、レスポンスをローカル３０へ返却する。ローカル３０は、レスポンスを受信すると、ＣＱにＣＱＥを積み、ＳＱのＷＱＥを解放する。
　ステップＳ２３にて、ローカル３０は、ＳＱにＷＱＥを積み、リモート５０へ後続のリクエストを送信する。
　ステップＳ２４にて、中間装置２０Ａは、ローカル３０からの後続のリクエストを破棄する。
　一方、中間装置２０Ｂは、ステップＳ２５にて、疑似リクエストを生成し、ステップＳ２６にて、疑似リクエストをリモート５０へ送信する。中間装置２０Ｂは、ローカル３０がリモート５０から返却されるレスポンスを正しく受信できるように疑似リクエストの生成タイミングを制御する。
　リモート５０は疑似リクエストを受信すると、ステップＳ２７にて、データを含むレスポンスをローカル３０へ返却する。
　以降、ローカル３０は、疑似リクエストに応じたレスポンスを受信すると、ＣＱにＣＱＥを積み、ＳＱのＷＱＥを解放した後、ＳＱにＷＱＥを積んで、リモート５０へ後続のリクエストを送信する（ステップＳ２８）。中間装置２０Ａは、ローカル３０からの後続のリクエストを破棄する（ステップＳ２９）。
　中間装置２０Ｂは、所定のタイミングで疑似リクエストを生成し（ステップＳ３０）、疑似リクエストをリモート５０へ送信する（ステップＳ３１）。
　［宛先ＱＰＮの解決］
　ＲＤＭＡのインタフェースでは、ＱＰは、エンドポイントごとに異なるＱＰＮを持つ。ＳＱ／ＲＱは対向のＱＰＮを認識しており、ＲＤＭＡパケットを生成する際はｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ　ＱＰＮをヘッダに含める。しかしながら、送信元のＱＰＮはヘッダに含まれない。中間装置１０Ａが疑似レスポンスを生成する際、受信したリクエストに送信元のＱＰＮを示す情報がないため、疑似レスポンスの送り先が不明である。そこで、本実施形態では、以下に示す２通りの方法で、疑似レスポンスの送り先を特定する。
　第１の方法は、本来のＲＤＭＡのリクエストとレスポンスの交換を検査して、ＱＰＮの組み合わせをテーブルに記憶する方法である。ＲＤＭＡパケットのＯｎｌｙまたはＬａｓｔのリクエストとＡＣＫには同じＰＳＮが使用される。そこで、中間装置１０Ａは、通過するリクエストとレスポンスを検査し、同じＰＳＮを持つＯｎｌｙまたはＬａｓｔのリクエストとＡＣＫのそれぞれのヘッダのｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ　ＱＰＮを組み合わせとしてテーブルに追記する。図１１の例では、同じＰＳＮを持つリクエストとレスポンスのヘッダのｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ　ＱＰＮは、それぞれ０ｘ００００２０と０ｘ００００１０であるので、０ｘ００００１０と０ｘ００００２０の組み合わせをテーブルに追記する。なお、図１１では、ローカル３０はリモート５０Ａとリモート５０Ｂのそれぞれとの間でＱＰを構成している。
　中間装置１０Ａが疑似レスポンスを生成する際は、テーブルからリクエストのｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ　ＱＰＮを含むＱＰＮの組み合わせを取得し、組み合わせのもう片方のＱＰＮを疑似レスポンスのｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ　ＱＰＮに設定する。例えば、ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ　ＱＰＮが０ｘ００００２０のリクエストを受信した場合、中間装置１０Ａは、テーブルから０ｘ００００２０を含む０ｘ００００１０と０ｘ００００２０の組み合わせを取得し、疑似レスポンスのｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ　ＱＰＮに０ｘ００００１０を設定する。
　第２の方法は、Ｓｏｕｒｃｅ　ＱＰＮをＲＤＭＡパケットにのせる方法である。ＷＱＥには３２ｂｉｔのｉｍｍＤｔ（ｉｍｍｅｄｉａｔｅ　Ｄａｔｅ）フィールドが存在し、ＳＥＮＤ　ｗｉｔｈ　ｉｍｍｅｄｉａｔｅまたはＲＤＭＡ　ＷＲＩＴＥ　ｗｉｔｈ　ｉｍｍｅｄｉａｔｅに限り、ｉｍｍＤｔフィールドに任意の３２ｂｉｔの情報を記載できる。図１２では、ローカル３０が挿入部３１を備え、挿入部３１がローカル３０側ＳＱのＷＱＥのｉｍｍＤｔフィールドにローカル３０側ＳＱのＱＰＮを書き込む。
　中間装置１０Ａが疑似レスポンスを生成する際は、受信したリクエストのｉｍｍＤｔフィールドに書き込まれたＱＰＮを疑似レスポンスのｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ　ＱＰＮに設定する。
　［実施例］
　次に、ＲＤＭＡの各オペレーションに本実施形態の中間装置を適用した例について説明する。
　まず、図２で示したＳＥＮＤに本実施形態を適用する例について説明する。ＳＥＮＤには図７の中間装置１０Ａ，１０Ｂを用いることができる。
　ローカル３０がＳＥＮＤ　Ｏｎｌｙを送信すると、中間装置１０Ａは、ＳＥＮＤ　Ｏｎｌｙをリモート５０側へ転送するとともに、ＳＥＮＤ　Ｏｎｌｙのヘッダから疑似レスポンス（ＡＣＫ）を作成してローカル３０へ返却する。ローカル３０は、疑似レスポンスを受信すると、ＣＱにＣＱＥを積み、ＳＱのＷＱＥを解放する。
　リモート５０は、データの受信が成功すると、ローカル３０側へＡＣＫを返却する。中間装置２０Ｂは、リモート５０からのＡＣＫを破棄する。
　続いて、図３で示したＲＤＭＡ　ＷＲＩＴＥに本実施形態を適用する例について説明する。ＲＤＭＡ　ＷＲＩＴＥには図７の中間装置１０Ａ，１０Ｂを用いることができる。
　ローカル３０がＲＤＭＡ　ＷＲＩＴＥでデータを送信すると、中間装置１０Ａは、データをリモート５０側へ転送するとともに、ＲＤＭＡ　ＷＲＩＴＥのヘッダから疑似レスポンス（ＡＣＫ）を作成してローカル３０へ返却する。ローカル３０は、疑似レスポンスを受信すると、ＣＱにＣＱＥを積み、ＳＱのＷＱＥを解放する。
　リモート５０は、データの受信が成功すると、ローカル３０へＡＣＫを返却する。中間装置１０Ｂは、リモート５０からのＡＣＫを破棄する。
　図４で示したＲＤＭＡ　ＷＲＩＴＥ　ｗ／ＩｍｍもＲＤＭＡ　ＷＲＩＴＥと同様に適用できる。
　続いて、図５で示したＲＤＭＡ　ＲＥＡＤに本実施形態を適用する例について説明する。ＲＤＭＡ　ＲＥＡＤには図９の中間装置２０Ａ，２０Ｂを用いることができる。
　ローカル３０がＲＤＭＡ　Ｒｅａｄ　Ｒｅｑｕｅｓｔでデータ読み込みを要求すると、中間装置２０Ａは、最初のリクエストは破棄せずにリモート５０へ転送する。
　リモート５０は、リクエストを受信すると、レスポンスをローカル３０へ返却する。中間装置２０Ａ，２０Ｂは、レスポンスをローカル３０へ転送する。
　中間装置２０Ｂは、レスポンスの状況からリクエストを完了済みと未完了に分類し、ローカル３０のＳＱの空きを推定する。中間装置２０Ｂは、ＳＱの空きの分だけ新たに疑似リクエスト（ｐｓｅｕｄｏ　ＲＤＭＡ　Ｒｅａｄ　Ｒｅｑｕｅｓｔ）を作成してリモート５０へ送信する。中間装置２０Ｂは、レスポンスの状況からリクエストが完了済みに分類されるまで、疑似リクエストの作成および送信を繰り返す。
　ローカル３０は、データの受信が成功すると、ＣＱにＣＱＥを積み、ＳＱのＷＱＥを解放後、ＳＱに新たなＷＱＥを積み、リモート５０へ新たなリクエストを送信する。中間装置２０Ａは、ローカル３０からのリクエストを破棄する。
　続いて、図６で示したＡＴＯＭＩＣ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓに本実施形態を適用する例について説明する。ＡＴＯＭＩＣ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓでは、リモート５０の操作前データを破棄してよい場合とローカル３０が操作前データを受信する場合で動作が異なる。
　まず、操作前データを破棄してよい場合について説明する。ＡＴＯＭＩＣ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓで操作前データを破棄してよい場合には図７の中間装置１０Ａ，１０Ｂを用いることができる。
　ローカル３０がＡＴＯＭＩＣ　Ｃｏｍｍａｎｄを送信すると、中間装置１０Ａは、ＡＴＯＭＩＣ　Ｃｏｍｍａｎｄをリモート５０側へ転送するとともに、ＡＴＯＭＩＣ　Ｃｏｍｍａｎｄのヘッダから疑似レスポンス（ＡＴＯＭＩＣ　ＡＣＫ）を作成してローカル３０へ返却する。ローカル３０は、疑似レスポンスを受信すると、ＣＱにＣＱＥを積み、ＳＱのＷＱＥを解放する。
　リモート５０は、ＡＴＯＭＩＣ　Ｃｏｍｍａｎｄを受信するとＡＴＯＭＩＣ操作を行い、操作前データをＡＴＯＭＩＣ　ＡＣＫで返却する。中間装置１０Ｂは、リモート５０からのＡＴＯＭＩＣ　ＡＣＫを破棄する。
　次に、ローカル３０が操作前データを受信する場合について説明する。ローカル３０が操作前データを受信する場合には図９の中間装置２０Ａ，２０Ｂを用いることができる。
　ローカル３０がＡＴＯＭＩＣ　Ｃｏｍｍａｎｄを送信すると、中間装置２０Ａ，２０Ｂは、ＡＴＯＭＩＣ　Ｃｏｍｍａｎｄをリモート５０へ転送する。
　リモート５０は、ＡＴＯＭＩＣ　Ｃｏｍｍａｎｄを受信するとＡＴＯＭＩＣ操作を行い、操作前データをＡＴＯＭＩＣ　ＡＣＫで返却する。中間装置２０Ａ，２０Ｂは、ＡＴＯＭＩＣ　ＡＣＫをローカル３０へ転送する。
　中間装置２０Ｂは、レスポンスの状況からリクエストを完了済みと未完了に分類し、ローカル３０のＳＱの空きを推定する。中間装置２０Ｂは、ＳＱの空きの分だけ新たに疑似リクエスト（ｐｓｅｕｄｏ　ＡＴＯＭＩＣ　Ｃｏｍｍａｎｄ）を作成してリモート５０へ送信する。中間装置２０Ｂは、レスポンスの状況からリクエストが完了済みに分類されるまで、疑似リクエストの作成および送信を繰り返す。
　ローカル３０は、ＡＴＯＭＩＣ　ＡＣＫの受信が成功すると、ＣＱにＣＱＥを積み、ＳＱのＷＱＥを解放後、ＳＱに新たなＷＱＥを積み、リモート５０へ新たなＡＴＯＭＩＣ　Ｃｏｍｍａｎｄを送信する。中間装置２０Ａは、ローカル３０からのＡＴＯＭＩＣ　Ｃｏｍｍａｎｄを破棄する。
　以上説明したように、本実施形態の中間装置１０Ａは、ローカル３０からリモート５０へ送信されるデータを含むリクエストを転送する転送部１１と、リクエストに対する疑似レスポンスを生成してローカル３０へ返却する生成部１２を備える。中間装置１０Ｂは、リモート５０からのリクエストに対するレスポンスを破棄する破棄部１３を備える。ローカル３０は中間装置１０Ａからの疑似レスポンスに応じてＳＱのＷＱＥを解放するので、ローカル３０とリモート５０の間のＲＴＴが大きい場合でも、リモート５０からのレスポンスを待つことなく、高帯域なデータ転送を実現できる。
　本実施形態の中間装置２０Ｂは、ローカル３０からリモート５０へデータの送信を要求する最初のリクエストに基づいて疑似リクエストを生成し、リモート５０へ送信する生成部２２と、リモート５０からローカル３０へ送信されるデータを含むレスポンスを転送する転送部２４を備える。中間装置２０Ａは、ローカル３０からの後続のリクエストを破棄する破棄部２１を備える。リモート５０は中間装置２０Ｂからの疑似リクエストに応じてデータを送信するので、ローカル３０とリモート５０の間のＲＴＴが大きい場合でも、ローカル３０からのリクエストを待つことなく、高帯域なデータ転送を実現できる。
　以上では、ローカル３０とリモート５０の間に中間装置１０Ａ，１０Ｂ，２０Ａ，２０Ｂを設置する構成で説明したが、図１３に示すように、ローカル３０の装置のＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｃａｒｄ）上に中間装置１０Ａ，２０Ａを構成し、リモート５０の装置のＮＩＣ上に中間装置１０Ｂ，２０Ｂを構成してもよい。
　また、中間装置１０Ａ，１０Ｂ，２０Ａ，２０Ｂは、物理サーバで構成してもよいし、仮想サーバで構成してもよい。スイッチまたはルータなどのネットワーク装置が中間装置１０Ａ，１０Ｂ，２０Ａ，２０Ｂの機能を備えてもよい。
　ローカル３０側に、中間装置１０Ａの機能と中間装置１０Ｂの機能を備えた中間装置を配置してもよいし、リモート５０側に、中間装置２０Ａの機能と中間装置２０Ｂの機能を備えた中間装置を配置してもよい。もしくは、ローカル３０側に破棄部１３を備えた中間装置１０Ａを配置し、リモート５０側に破棄部２１を備えた中間装置２０Ｂを配置してもよい。
　上記説明した中間装置１０Ａ，１０Ｂ，２０Ａ，２０Ｂには、例えば、図１４に示すような、中央演算処理装置（ＣＰＵ）９０１と、メモリ９０２と、ストレージ９０３と、通信装置９０４と、入力装置９０５と、出力装置９０６とを備える汎用的なコンピュータシステムを用いることができる。このコンピュータシステムにおいて、ＣＰＵ９０１がメモリ９０２上にロードされた所定のプログラムを実行することにより、中間装置１０Ａ，１０Ｂ，２０Ａ，２０Ｂが実現される。このプログラムは磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録することも、ネットワークを介して配信することもできる。
　１０Ａ，１０Ｂ，２０Ａ，２０Ｂ…中間装置
　１１…転送部
　１２…生成部
　１３…破棄部
　２１…破棄部
　２２…生成部
　２３…制御部
　２４…転送部
　３０…ローカル
　５０…リモート

Claims (7)

  1. 　リモートダイレクトメモリアクセスを用いてデータを転送する第１の装置と第２の装置の間に配置される中間装置であって、
    　前記第１の装置から前記第２の装置へ送信されるデータを含むリクエストを転送する転送部と、
    　前記リクエストに対する疑似レスポンスを生成して前記第１の装置へ返却する生成部と、
    　前記第２の装置からの前記リクエストに対するレスポンスを破棄する破棄部を備える
    　中間装置。
  2. 　請求項１に記載の中間装置であって、
    　前記第１の装置と前記第２の装置との間で送受信されるリクエストとレスポンスから同じ識別子を持つリクエストとレスポンスのそれぞれの宛先を組み合わせとしたテーブルを作成しておき、
    　前記生成部は、前記テーブルから前記リクエストの宛先を含む組み合わせを取得し、前記組み合わせにおいて前記リクエストの宛先に対応する宛先を前記疑似レスポンスの宛先とする
    　中間装置。
  3. 　請求項１に記載の中間装置であって、
    　前記リクエストは当該リクエストの送信元を含み、
    　前記生成部は、前記リクエストに含まれる前記リクエストの送信元を前記疑似レスポンスの宛先とする
    　中間装置。
  4. 　リモートダイレクトメモリアクセスを用いてデータを転送する第１の装置と第２の装置の間に配置される中間装置であって、
    　前記第１の装置から前記第２の装置へデータの送信を要求する最初のリクエストに基づいて前記第１の装置から前記第２の装置へデータの送信を要求する疑似リクエストを生成して前記第２の装置へ送信する生成部と、
    　前記第２の装置から前記第１の装置へ送信されるデータを含むレスポンスを転送する転送部と、
    　前記第１の装置からの後続のリクエストを破棄する破棄部を備える
    　中間装置。
  5. 　リモートダイレクトメモリアクセスを用いてデータを転送する第１の装置と第２の装置の間に配置される中間装置による通信方法であって、
    　前記第１の装置から前記第２の装置へ送信されるデータを含むリクエストを転送し、
    　前記リクエストに対する疑似レスポンスを生成して前記第１の装置へ返却し、
    　前記第２の装置からの前記リクエストに対するレスポンスを破棄する
    　通信方法。
  6. 　リモートダイレクトメモリアクセスを用いてデータを転送する第１の装置と第２の装置の間に配置される中間装置による通信方法であって、
    　前記第１の装置から前記第２の装置へデータの送信を要求する最初のリクエストに基づいて前記第１の装置から前記第２の装置へデータの送信を要求する疑似リクエストを生成して前記第２の装置へ送信し、
    　前記第２の装置から前記第１の装置へ送信されるデータを含むレスポンスを転送し、
    　前記第１の装置からの後続のリクエストを破棄する
    　通信方法。
  7. 　請求項１ないし４のいずれかに記載の中間装置の各部としてコンピュータを動作させるプログラム。
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