This paper presents a high-performance consensus protocol, Nezha, designed for single-cloud-region environments, which can be deployed by cloud tenants without any support from their cloud provider. Nezha bridges the gap between protocols such as Multi-Paxos and Raft, which can be readily deployed and protocols such as NOPaxos and Speculative Paxos, that provide better performance, but require access to technologies such as programmable switches and in-network prioritization, which cloud tenants do not have. Nezha uses a new multicast primitive called deadline-ordered multicast (DOM). DOM uses high-accuracy software clock synchronization to synchronize sender and receiver clocks. Senders tags messages with deadlines in synchronized time; receivers process messages in deadline order, on or after their deadline. We compare Nezha with Multi-Paxos, Fast Paxos, Raft, a NOPaxos version we optimized for the cloud, and 2 recent protocols, Domino and TOQ-based EPaxos, that use synchronized clocks. In throughput, Nezha outperforms all baselines by a median of 5.4x (range: 1.9-20.9x). In latency, Nezha outperforms five baselines by a median of 2.3x (range: 1.3-4.0x), with one exception: it sacrifices 33\% of latency performance compared with our optimized NOPaxos in one test. We also prototype two applications, a key-value store and a fair-access stock exchange, on top of Nezha to show that Nezha only modestly reduces their performance relative to an unreplicated system. Nezha is available at https://gitlab.com/steamgjk/nezhav2.


翻译:本文展示了一个高性能的共识协议,即Nezha,它设计为单球区域环境,可以由云租户在没有云中提供任何支持的情况下部署。Nezha 弥补多帕克斯和拉夫特等协议之间的缺口,这些协议可以随时部署,而诺帕克斯和光谱和平等协议可以提供更好的性能,但需要获得诸如可编程开关和网络内优先排序等技术,而云租户没有这种技术。Nezha 使用一个新的多盘原始原始程序,称为定时规则的多盘多盘。DOM 使用高精度软件时钟同步来同步发送器和接收器时钟。发送者用同步时间标记信息;接收者按最后期限顺序处理信息,如NOPax和Passuulation Pax等协议,这些协议可以提供更好的性能,但需要我们优化的云租户的NOPax版本。 Nomino 和 TOQ的顶级 EPax,它们只能使用同步时钟。Nez- 20调时钟同步、 Nez 超时钟同步的超值应用。

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