目錄

1. Introduce

Accelio是一個高效能非同步的可靠訊息傳遞和RPC庫，能優化硬體加速。 RDMA和TCP / IP傳輸被實現，並且其他的傳輸也能被實現，如共享儲存器可以利用這個高效和方便的API的優點。Accelio 是 Mellanox 公司的RDMA中介軟體，用於高效能非同步的可靠訊息傳遞和RPC庫。

2. Accelio 設計目標

Accelio提供了一個易於使用的，可靠的，可擴充套件和高效能的資料/訊息傳遞中介軟體，最大限度地提高現代CPU和網絡卡硬體的效率，減少將新的擴充套件應用程式產品推向市場的的時間。

3. Accelio Key Features

1. 專注於高效能非同步的API 
2. 可靠的訊息傳遞（端對端） 
3. 請求/響應（交易）或傳送/接收模式 
4. 提供連線和資源抽象到最大的可擴充套件性和可用性 
5. 最大限度地發揮每個執行緒專用的硬體資源，多執行緒應用程式的效能 
6. 旨在最大限度地利用RDMA,硬體解除安裝和多核CPU的優勢
7. 支援多種傳輸選項（RDMA，TCP，..） 
8. 服務和儲存叢集/向外擴充套件的原生支援 
9. 小訊息合併 
10. 簡單和抽象的API

4. Who can take advantage of it?

對那些高效的，高效能的，可靠訊息傳遞實現的應用，如叢集，橫向擴充套件塊/檔案/物件儲存，BigData和NoSQL應用程式，快速訊息匯流排等，感興趣的開發商可以使用。

5. Accelio 的結構示意圖

Accelio的主層分別是：
•應用程式介面 - 提供易於使用的原語進行快速，可靠的非同步訊息佇列或RPC 
•連線和會話管理 - 提供可靠的終端到終端的連線等端點，動態連線建立連線池，故障恢復和遷移/重定向 
•可插拔傳輸層 - 使對映到不同的硬體或軟體傳輸實現

6. Accelio Integration With Other Applications/Projects

Accelio被用作高效能，低延遲，可靠訊息/ RPC庫的各種開源和商業產品，客戶專案 
支援多種繫結（Kernel C, User Space C/C++, Java, Python (future)）。

7. 一個會話/連線建立流程

在建立連線到遠端端點，客戶指定遠端統一資源識別符號（URI）。URI包含首選傳輸方式，強制領先的IP地址和可選埠數目，以及可選的資源ID或名稱。

/伺服器端響應會話請求，下列選項之一： 
•接受可選屬性的連線 
•拒絕連線 
•無縫地將連線重定向到一個不同的程序或實體
/成功或重定向響應，客戶端建立一個或多個並聯連線到對端，將試圖重用現有的連線，以減少開銷。
/*會話和連線初始化流程
(1)開啟一個會話到遠端資源 
--例如“remote-ip:port/resource-name”
(2)伺服器端迴應，接受，拒絕或重定向 
--用“重定向”負載平衡或遷移資源穿過整個叢集（多個節點或程序） 
--伺服器提供一個portals列表（IPs+Ports） 
--每個portal識別port（IP）,然後CPU/Thread去訪問 
--伺服器基於round/robin，Hash或者custom logic，可以載入平衡通訊通過多個ports/cores 
--建立連線（S）和傳送/接收郵訊息
--可以有多個連線（例如每個客戶端執行緒1個） 
--如果連線已經提供給遠端程序，可重用 
--故障/變化上的重建或遷移連線

8. 高級別傳輸流程 - 非同步請求/響應模型（Transaction Delivery API Model）

Accelio提供一個RPC-like的請求/迴應事務模式,或可靠訊息傳送/接收模式。

在事務模式中，發起方傳送一個請求，它包含專用應用程式的頭和指向輸入與輸出資料緩衝區的指標，允許零拷貝操作和RDMA。

當請求到達接收端時，它觸發一個回撥通知，基於該接收的應用程式處理該事務。當在接收端完成該處理時，它以返回的狀態和資料來發送響應。伺服器端可以非同步操作，併發出響應在其方便的時候，也就是，當所返回的資料是可用的。
發起方可以請求訊息到達確認。在這樣的情況下，接收方接受該訊息之後，一個確認訊息返回到發起方。該確認訊息可用於阻擋/同步操作和訊息跟蹤。

響應到達時，發起方被通知。在這個時候，發起方的資料緩衝區包含返回的資料，並且回叫應答指向原始請求。
如果傳輸失敗，同樣的傳輸被重新傳輸到已恢復或備用的連線上。

發起方可以要求中止/取消某範圍內的訊息（例如，請求超時）。接收方試圖中止操作（如果不執行他們），並以成功或失敗來反應。無論哪種方式，相關的響應不返回到發起方。注意，請求可以通過客戶端（無源）或伺服器（有源）端發出。
 

傳送/接收操作遵循相似的流程去請求/響應，唯獨沒有響應訊息。訊息從發起方傳送，引發回撥到接收端，使用可選的確認通知。

9. 本地多執行緒（多程序）支援

對於客戶端和伺服器端，Accelio支援全並行和多執行緒操作
--應用程式使用單個CPU核心/執行緒的時候的效能可以被限制
--當多個執行緒在使用同一個網路資源，需要複雜的狀態管理和鎖定，這樣會增加應用程式的開銷，並限制其效能和可伸縮性 
--Accelio支援全並行為客戶端和伺服器 
**每個執行緒可以被相關聯有獨立的硬體資源（QP的＆個CQ）和事件迴圈，從而無需鎖定，並允許最大的並行 
**每個會話可以由多個並聯連線（每個關聯使用不同的CPU執行緒）組成 
**伺服器端可以公開多個portal（IP：port）為相同的資源/服務，每個port可以由不同的CPU執行緒和事件迴圈提供服務。

如下圖所示可以直觀Accelio的多執行緒支援

10. 記憶體管理

 --Accelio管理2種類型緩衝區 
**傳送/接收緩衝環的頭和小資料（通常4-8KB每個） 
**大的緩衝區為大型的IOs和RDMA 

--大緩衝區被應用程式的庫來分配和控制
--應用控制緩衝區： 
**需要預註冊記憶體緩衝區（使用reg_mr），並保證零拷貝 
--庫控制緩衝區 
**可能會在客戶端上有一個copy 
**接收端零拷貝（應用程式將得到一個指向接收緩衝區） 
**當做完時，請求應用程式來釋放緩衝區（用release_msg）

11. Accelio中的一些主要函式呼叫

Functionn Description
ctx_create/destroy Open thread context helping accelio to partition data without locks

ctx_run/stop Run the event loop in the context 
ctx_get_poll_params Return Accelio’s single file descriptor to add to external loop
session_create/destroy Create/destroy a session to a remote peer
connect/disconnect Open/Close a connection with a remote server/portal 
bind/unbind Bind/unbind a server portal with a URL (protocol:ip:port)
accept Accept incoming connection (server side)
reject Reject incoming connection (server side)
redirect Redirect a connection to a different node or portals or process
send_request/response Send a request/response message 
send/recv_msg Send/receive memory buffer (like sockets send/recv)
release_msg Release message buffers 
reg_mr/dereg_mr Register/deregister application buffers for app controlled RDMA

12. 非同步事件處理

高效能的應用程式使用非同步API來進行多個操作，並利用多種資源並行。 
•Accelio以下面的方式處理非同步事件： 
1，放置一個回撥在事件迴圈，該事件迴圈結合來自多個資源的事件。 
2，當一個事件，發出的一組操作，諸如從網路接收的訊息和寫入到磁碟。 
•Accelio內建了epoll的支援。應用程式提供的事件迴圈是可用的。 
•對於最低的訊息延遲，Accelio提供了優化事件處理，當一個事件迴圈處於空閒狀態（一個預定義的時間）時，其會結合忙等待池。

13. Accelio概述與總結

Accelio是一個開源的高效能，非同步，可靠訊息傳遞和遠端過程呼叫（RPC）的庫。對於遠端直接記憶體訪問（RDMA），TCP / IP和共享記憶體， Accelio優化硬體加速。 Accelio最大化訊息和CPU並行性，同時最大限度地降低CPU的爭用和鎖定。並行和非同步體系結構，無鎖定設計和零資料複製機制，提供每秒無與倫比的傳輸和頻寬效能，以及更低的延遲和CPU開銷。 Accelio保證終端到終端的事務傳遞和執行力，它支援事務請求 - 應答的通訊模型。 

Accelio通過提供內建的多路徑，實時會話重定向/遷移和叢集服務或儲存，解決了擴充套件性和虛擬化環境的挑戰。管理作為一種模組化的開源專案，Accelio無縫地延伸到新的功能，實現傳輸和服務。 

libxio（又名庫accelio）是一個位於RDMA之上的輕量級訊息傳遞庫。該庫為零拷貝訊息傳遞和無鎖定可擴充套件性，提供了非同步訊息傳遞設計。

Accelio是一種創新的API，它解決了一些現代計算機，網路和儲存系統主要挑戰，如： 
•有效地利用多核心 
•強大的橫向擴充套件 
•降低硬體和軟體堆疊開銷 
•減少通訊開銷和延遲 

Accelio提供了一個強大的，靈活的通訊和訊息傳遞層，從而使得應用程式擴充套件和中介軟體快速發展。它能夠整合性能，可用性，管理和安全功能於一體的實現，可用於多種應用。工作促進了Accelio開源社群，供應商可以專注於自己的應用程式的核心附加價值，與開發者在一個更大的社群分享他們的實現和體驗。

這個庫已經停止開發了，在github主頁的issue 部分開發者說由於公司中心轉移，這個庫不開發了，建議用別的庫。