InfiniBand

InfiniBand è un protocollo di comunicazione di rete e uno standard di interfaccia ad alta velocità, ampia larghezza di banda e bassa latenza, che può migliorare l'utilizzo della CPU, ridurre la latenza e semplificare la gestione dei data center. InfiniBand è ampiamente utilizzato nella replica e nel lavoro distribuito tra server, in SAN e DAS tra server e dispositivi di storage, e nelle comunicazioni LAN, WAN e Internet tra server e reti.

Come funziona InfiniBand

InfiniBand utilizza tipicamente un'architettura a due livelli che separa il livello di rete dal livello fisico e dal livello di collegamento dati. Ogni livello ha responsabilità specifiche. Il livello fisico fornisce connessioni dirette punto-punto tra dispositivi tramite collegamenti seriali ad alta larghezza di banda, mentre il livello di collegamento dati è responsabile della gestione della trasmissione e della ricezione dei pacchetti tra dispositivi. Il livello di rete fornisce funzionalità chiave di InfiniBand come QoS, virtualizzazione e RDMA. La sinergia tra i livelli rende InfiniBand uno strumento potente per supportare carichi di lavoro di calcolo ad alte prestazioni (HPC) a bassa latenza e alta larghezza di banda.

Vantaggi di InfiniBand

InfiniBand offre diversi vantaggi, alcuni dei quali tratteremo di seguito.

Supporto RDMA

InfiniBand supporta RDMA, ovvero l'accesso diretto remoto alla memoria. Può accedere direttamente alla memoria da remoto senza che i dati passino attraverso la CPU, consentendo la trasmissione dei dati nella memoria. Ciò può non solo ridurre efficacemente la latenza di trasmissione, ma anche migliorare l'utilizzo delle risorse della CPU, specialmente negli ambienti applicativi HPC, migliorando l'efficienza complessiva del sistema.

Offloading CPU

L'offloading della CPU è un mezzo importante per accelerare l'elaborazione, e la rete InfiniBand può utilizzare il minimo delle risorse della CPU per la trasmissione dei dati. Sono funzionalmente compatibili. InfiniBand supporta la funzione RDMA, che può scrivere direttamente i dati dalla memoria di un server alla memoria di un altro server senza passare attraverso la CPU per l'elaborazione. Può ottenere zero-copy attorno al kernel.

InfiniBand supporta QoS

Innanzitutto, InfiniBand implementa la QoS tramite canali virtuali. Un canale virtuale è un percorso di comunicazione logico indipendente che condivide un singolo collegamento fisico. Ogni collegamento fisico può supportare fino a 15 canali virtuali standard e un canale di gestione.

In secondo luogo, InfiniBand utilizza la marcatura del livello di servizio (SL) per contrassegnare il campo SL nell'intestazione del pacchetto e suddividerlo in livelli da 0 a 15, ciascuno corrispondente a una priorità diversa.

Inoltre, InfiniBand supporta l'architettura dei servizi differenziati definita da IETF RFC 2474 e 2475, implementando così funzioni QoS simili a DiffServ.

Infine, InfiniBand può anche controllare i parametri di ciascun flusso di comunicazione rispondendo a record di percorso o a query di record multipercorso. Gli amministratori possono ottimizzare questi percorsi per garantire che il traffico ad alta priorità venga trasmesso attraverso il percorso ottimale.

Supporto SHARP

SHARP è un protocollo per sistemi HPC che mira a migliorare l'efficienza della comunicazione dei cluster HPC. Implementando operazioni di aggregazione e riduzione dei dati nei dispositivi di rete invece di inviare tutti i dati al nodo centrale per l'elaborazione. Questo può ottimizzare la comunicazione collettiva ed evitare la trasmissione ripetuta di dati tra i nodi, accelerando significativamente il processo di calcolo nelle applicazioni che devono elaborare grandi quantità di dati ed eseguire operazioni collettive complesse.

Applicazione di InfiniBand

InfiniBand svolge un ruolo indispensabile nell'industria odierna e le sue caratteristiche lo rendono una soluzione chiave per molteplici settori.

Ambiente HPC

Nell'ambiente HPC, InfiniBand offre elevata larghezza di banda e bassa latenza per aiutarlo a elaborare rapidamente grandi quantità di dati e, attraverso protocolli come RDMA e SHARP, lo aiuta a trasmettere rapidamente ed evitare la trasmissione ripetuta dei dati, rendendolo più efficiente.

Rete di storage

InfiniBand svolge inoltre un ruolo molto importante nelle reti di storage. Può bypassare la CPU e trasmettere direttamente i dati nella memoria dell'applicazione, realizzando così un accesso e una trasmissione dei dati efficienti e migliorando le prestazioni del sistema di storage.

Conclusione

Come parte fondamentale delle reti moderne, InfiniBand ha apportato un cambiamento cruciale per applicazioni come i data center e il calcolo ad alte prestazioni, che devono elaborare simultaneamente grandi quantità di dati. Non solo offre bassa latenza e larghezza di banda elevata a queste applicazioni, ma la sua scalabilità e flessibilità sono anche evidenti a tutti. E con lo sviluppo della tecnologia, le sue prestazioni migliorano costantemente, il che gli consente di soddisfare le crescenti esigenze aziendali. In caso di domande su InfiniBand, non esitate a contattarci.