InfiniBand

InfiniBand는 CPU 사용률을 높이고, 지연 시간을 줄이며, 데이터 센터 관리 문제를 단순화할 수 있는 고속, 고대역폭, 저지연 네트워크 통신 프로토콜 및 인터페이스 표준입니다. InfiniBand는 서버 간 복제 및 분산 작업, 서버와 스토리지 장치 간 SAN 및 DAS, 서버와 네트워크 간 LAN, WAN 및 인터넷 통신에 널리 사용됩니다.

InfiniBand는 어떻게 작동하나요

InfiniBand는 일반적으로 네트워크 계층을 물리 계층 및 데이터 링크 계층과 분리하는 2계층 아키텍처를 사용합니다. 각 계층에는 특정 책임이 있습니다. 물리 계층은 고대역폭 직렬 링크를 통해 장치 간 직접 지점 간 연결을 제공하며, 데이터 링크 계층은 장치 간 패킷의 송수신을 관리합니다. 네트워크 계층은 QoS, 가상화, RDMA와 같은 주요 InfiniBand 기능을 제공합니다. 계층 간의 시너지 효과는 InfiniBand를 저지연, 고대역폭 고성능 컴퓨팅(HPC) 워크로드를 지원하는 강력한 도구로 만듭니다.

InfiniBand의 장점

InfiniBand는 여러 가지 장점을 제공하며, 그중 일부는 다음에서 다루겠습니다.

RDMA 지원

InfiniBand는 메모리에 대한 원격 직접 액세스인 RDMA를 지원합니다. 데이터가 CPU를 통과하지 않고 원격으로 메모리에 직접 액세스할 수 있어, 데이터를 메모리에서 전송할 수 있습니다. 이는 전송 지연 시간을 효과적으로 줄일 뿐만 아니라 CPU 리소스 활용도를 향상시킬 수 있으며, 특히 HPC 애플리케이션 환경에서 시스템의 전반적인 효율성을 높입니다.

CPU 오프로딩

CPU 오프로딩은 컴퓨팅을 가속화하는 중요한 수단이며, InfiniBand 네트워크는 데이터 전송에 최소한의 CPU 리소스를 사용할 수 있습니다. 이들은 기능적으로 호환됩니다. InfiniBand는 RDMA 기능을 지원하여, CPU를 통한 처리 없이 한 서버의 메모리에서 다른 서버의 메모리로 데이터를 직접 쓸 수 있습니다. 이를 통해 커널 주변에서 제로 카피를 구현할 수 있습니다.

InfiniBand는 QoS를 지원합니다

첫째, InfiniBand는 가상 채널을 통해 QoS를 구현합니다. 가상 채널은 단일 물리 링크를 공유하는 독립적인 논리 통신 경로입니다. 각 물리 링크는 최대 15개의 표준 가상 채널과 하나의 관리 채널을 지원할 수 있습니다.

둘째, InfiniBand는 서비스 레벨 표시(SL)를 사용하여 패킷 헤더의 SL 필드를 표시하고 이를 0~15 레벨로 나누며, 각 레벨은 서로 다른 우선순위에 해당합니다.

또한 InfiniBand는 IETF RFC 2474 및 2475에 정의된 차별화 서비스 아키텍처를 지원하므로 DiffServ와 유사한 QoS 기능을 구현합니다.

마지막으로, InfiniBand는 경로 레코드 또는 다중 경로 레코드 쿼리에 응답하여 각 통신 흐름의 매개변수도 제어할 수 있습니다. 관리자는 이러한 경로를 최적화하여 우선순위가 높은 트래픽이 최적의 경로를 통해 전송되도록 할 수 있습니다.

SHARP 지원

SHARP는 HPC 클러스터의 통신 효율을 향상시키는 것을 목표로 하는 HPC 시스템용 프로토콜입니다. 모든 데이터를 처리를 위해 중앙 노드로 다시 보내는 대신 네트워크 장치에서 데이터 집계 및 리덕션 작업을 구현함으로써 가능합니다. 이를 통해 집합 통신을 최적화하고 노드 간 반복적인 데이터 전송을 피할 수 있으며, 대량의 데이터를 처리하고 복잡한 집합 작업을 수행해야 하는 애플리케이션에서 컴퓨팅 프로세스를 크게 가속화할 수 있습니다.

InfiniBand의 적용

InfiniBand는 오늘날 산업에서 필수적인 역할을 하며, 그 특성 덕분에 여러 산업 분야의 핵심 솔루션이 됩니다.

HPC 환경

HPC 환경에서 InfiniBand는 높은 대역폭과 낮은 지연 시간을 제공하여 대량의 데이터를 빠르게 처리하도록 돕고, RDMA 및 SHARP와 같은 프로토콜을 통해 데이터를 빠르게 전송하고 반복적인 데이터 전송을 피하도록 지원하여 효율성을 높입니다.

스토리지 네트워크

InfiniBand는 스토리지 네트워크에서도 매우 중요한 역할을 합니다. CPU를 우회하여 애플리케이션 메모리의 데이터를 직접 전송할 수 있으므로, 효율적인 데이터 액세스 및 전송을 실현하고 스토리지 시스템의 성능을 향상시킵니다.

결론

최신 네트워크의 중요한 부분인 InfiniBand는 대량의 데이터를 동시에 처리해야 하는 데이터 센터 및 고성능 컴퓨팅과 같은 애플리케이션에 중대한 변화를 가져왔습니다. 이러한 애플리케이션에 낮은 지연 시간과 높은 대역폭을 제공할 뿐만 아니라, 확장성과 유연성도 모두에게 분명합니다. 또한 기술의 발전에 따라 성능이 지속적으로 향상되어 증가하는 비즈니스 요구를 충족할 수 있습니다. InfiniBand에 대해 궁금한 점이 있으시면 언제든지 문의해 주십시오.