RDMA

RDMA ist eine Technologie für direkten Speicherzugriff, die es einem Computer ermöglicht, Daten über ein Netzwerk direkt in den Speicher eines anderen Computers zu übertragen, ohne die CPU oder das Betriebssystem einer der beiden Parteien zu durchlaufen. RDMA zeichnet sich durch geringe Latenz, hohe Bandbreite und geringe CPU-Last aus. Durch den Einsatz von RDMA kann die Latenz der Datenübertragung effektiv reduziert und die Effizienz der Datenübertragung verbessert werden. Es eignet sich sehr gut für Anwendungsumgebungen wie Hochleistungsrechnen oder Rechenzentren, um die Gesamtleistung des Netzwerks zu verbessern.

RDMA ist besonders wichtig in Netzwerken, die schnellen, massiven Parallelismus erfordern, wie etwa High-Performance Computing, autonomes Fahren usw. Es kann große Datenmengen gleichzeitig analysieren und verarbeiten und sie mit geringer Latenz und hohen Übertragungsraten übertragen. Dies macht autonomes Fahren möglich, da das System beim autonomen Fahren komplexe Straßenbedingungen analysieren und darauf reagieren muss. Darüber hinaus kann RDMA auch für die Datenverarbeitung zwischen Knoten in einem Cluster und für latenzempfindliche Datenbank-Workloads verwendet werden.

Wie funktioniert RDMA?

RDMA ist die Implementierung des Übertragungsprotokolls über eine RoCE-fähige Netzwerkkarte. Vor der Übertragung muss eine Verbindung zwischen den beiden RDMA-Knoten hergestellt werden, die über RoCE implementiert werden muss. Bei der Verwendung von RDMA legt die Host-Anwendung ihre Datenpakete in einem Speicherpuffer ab und aktiviert anschließend den Netzwerk- oder Speichertreiber. Der Remote-Direct-Memory-Access-Stack ermöglicht es dem Hardwareadapter, direkt auf den Rohpuffer zuzugreifen. Dadurch kann er viele traditionelle Software-Stacks umgehen und umfangreiche Kopiervorgänge von Speicherpuffern vermeiden.

Solche Schritte können die Latenz effektiv reduzieren und die Datenübertragung beschleunigen. Wenn beide Geräte RDMA für die Übertragung verwenden, ist die Datenübertragungsgeschwindigkeit höher als wenn nur ein Gerät RDMA unterstützt.

Die Eigenschaften von RDMA

RDMA verfügt über einige wichtige Funktionen, die es dabei unterstützen, die Gesamtleistung des Netzwerks zu verbessern und die Effizienz der Datenübertragung zu steigern.

Geringe Latenz: Da RDMA eine direkte Datenübertragung zwischen Remote-Speicher und lokalem Speicher ermöglicht und dabei Schritte wie das Betriebssystem und die CPU umgeht, reduziert dies die Kommunikationslatenz erheblich.

Hohe Bandbreite: Da Daten direkt im Speicher gelesen und geschrieben werden, kann RDMA die Netzwerkbandbreite besser nutzen, die Effizienz der Bandbreitennutzung erhöhen und die Geschwindigkeit der Datenübertragung steigern.

CPU-Last reduzieren: Da die RDMA-Datenübertragung nicht von der CPU verarbeitet werden muss, liest sie Daten direkt aus dem Speicher des Computers und schreibt sie in den Speicher eines anderen Computers, wodurch CPU-Eingriffe reduziert und Prozessorressourcen freigegeben werden.

Zero Copy: RDMA kann die Datenübertragung zwischen Puffern direkt ermöglichen, ohne den Netzwerk-Software-Stack einzubeziehen, wodurch die Datenreplikation zwischen Netzwerkschichten vermieden wird.

Vorteile von RDMA

RDMA hat mehrere Vorteile:

Kernel-Bypass: RDMA ermöglicht die direkte Datenübertragung im Benutzerbereich, ohne dass ein Kontextwechsel über den Kernel erforderlich ist. Dieser Ansatz reduziert effektiv den Overhead von Systemaufrufen und verbessert die Gesamteffizienz der Datenübertragung.

Nachrichtenbasierte Transaktionen: RDMA verwaltet Daten in Form diskreter Nachrichten statt kontinuierlicher Streams. Dieser Ansatz vereinfacht die Aufgabe von Anwendungen bei der Verarbeitung von Streaming-Daten und macht es effizienter und einfacher, Datenströme in verschiedene Nachrichten oder Transaktionen aufzuteilen.

Scatter/Gather-Eintragsunterstützung: RDMA bietet natürliche Unterstützung für mehrere Scatter/Gather-Einträge. Es kann Daten aus mehreren Speicherpuffern lesen und sie zu einem Stream kombinieren oder einen Datenstream auf mehrere Speicherpuffer verteilen. Diese Flexibilität verbessert die Effizienz und Flexibilität der Datenverarbeitung.

Fazit

Die RDMA-Technologie verbessert die Netzwerkleistung, indem sie die Netzwerklatenz reduziert und die Netzwerkbandbreite erhöht. Sie ist für Hightech unverzichtbar. Wenn Sie Fragen zu RDMA haben, wenden Sie sich bitte jederzeit an die CCIE/HCIE-Ingenieure von QSFPTEK unter [email protected]. Unsere Ingenieure bieten Ihnen umfassenden Support.