李亚斌-加速云端机器学习-Alluxio在小红书的实践-3.pdf

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1、DataFunConDataFunCon#20242024加速云端机器学习加速云端机器学习-AlluxioAlluxio在小红书的实践在小红书的实践李亚斌 小红书大数据技术专家ContentsContents目录目录面临的挑战多云数据加速层小红书实践案例未来规划0101 面临的挑战面临的挑战小红书多云业务架构特点 多云架构，成本优势明显，但业务通信链路复杂 不同region之间rt差异大 专线容量稀缺 机器学习训练慢，CPU/GPU利用率低 推荐召回索引分发慢，业务稳定性差，成本高昂 60亿+小文件，如何能够低成本训练 AI模型从百GB变大到TB级，磁盘存储成本高，加载慢 专线传输压力大痛点0

2、202 多云数据加速层多云数据加速层构建多云统一数据加速层选型目标 能够复用业务已有数据，无需进行数据搬迁 支持S3POSIX协议，便于各业务无缝对接 能够实现数据的跨云传输带宽控制和节省 能够支撑百亿级文件的AI训练 支持常见的云存储产品Alluxio架构Alluxio主要特性主要特性 格式透明：不侵入业务数据存储格式 协议兼容：支持S3POSIXHDFS等协议 多云统一视图：数据仅需通过专线传输一次，后续可通过缓存就近读取多协议兼容0303 小红书实践案例小红书实践案例机器学习训练原架构问题 训练慢，集群CPU利用率低原因 热点数据集，扇出大 Tbps级流量，触达对象存储桶带宽瓶颈 直连对

3、象存储，单线程性能低机器学习训练新架构解法 统一数据加速层Alluxio 智能缓存管理服务 基于运行历史规律，预加载热点数据，缓存命中率90%+重点数据Pin，其他数据自动淘汰 数据load进度可观测，一键补偿 探针服务 端到端探活，3分钟发现，1分钟止损。故障告警准确率100%训练速度提升效果 迁移前：训练时长9h36min，平均CPU利用率30%迁移后：训练时长5h42min，平均CPU利用率可以持续维持75%，训练速度提升了41%推荐召回索引下载场景问题 索引读取速度慢，通常发布一个机房的服务要34小时，发布完4个机房需1天时间 扩缩容慢：单机房故障时止损时长也达34小时 磁盘存储成本高

4、原因 索引存储在云盘，读取速度仅为350MB/s，且成本高昂(相比对象存储)每个机器磁盘上都要多个版本的索引，存在冗余存储推荐召回索引存算分离架构解法 索引存储与计算分离 云盘带宽瓶颈-宿主机网络带宽瓶颈 一个文件的Block分布在不同的机器上 智能缓存管理服务 跨专线加载索引 支持限速，保护专线带宽收益 索引拉取速度10倍+提升 索引下发(含业务逻辑)速度3倍提升 高性能云盘替换成对象存储，节省80%成本AI训练场景问题 60亿+级别小文件，元信息数量多 对象存储带宽和QPS有限解法 使用Alluxio缓存训练需要的数据 机器上有大量本地盘闲置，Alluxio与GPU混部，无额外硬件支出 使

5、用ClusterCache，同样的容量缓存命中率更高为什么能加速AI训练 提前把数据加载到缓存中，相比穿透对象存储读取性能更高 读取数据时通过智能判定随机读or顺序读，提前预读数据 无集中式的元信息服务，全量元信息在对象存储，只有热数据及其元数据在缓存中，对海量小文件友好 先写checkpoint到本地磁盘，异步上传至对象存储技术问题及解法 读放大严重：小range读、随机读场景更严重，存在proxy到worker，worker到ufs两层放大 热读透传range的endOffset，利用PositionRead解决。endOffset透传到ufs，防止无效数据传输 冷读NoCache场景直接读ufs 专线带宽打满 读ufs增加流控能力，保护专线带宽 读写性能不足 预读、WriteBack、线程模型优化0404 未来规划未来规划未来规划 打造统一的多云数据存储产品 AI训练：多地域GPU利用率提升 大数据查询加速 低效节点资源利用率提升感谢观看感谢观看