RDMA

RDMA는 어느 한쪽의 CPU나 운영 체제를 거치지 않고 네트워크를 통해 한 컴퓨터가 다른 컴퓨터의 메모리로 데이터를 직접 전송할 수 있게 해주는 직접 메모리 액세스 기술입니다. RDMA는 낮은 지연 시간, 높은 대역폭, 낮은 CPU 부하라는 특징을 가지고 있습니다. RDMA를 사용하면 데이터 전송 지연 시간을 효과적으로 줄이고 데이터 전송 효율성을 향상시킬 수 있습니다. 네트워크의 전반적인 성능을 향상시키기 위한 고성능 컴퓨팅 또는 데이터 센터와 같은 애플리케이션 환경에 매우 적합합니다.

RDMA는 고성능 컴퓨팅, 자율 주행 등 빠르고 대규모 병렬 처리가 필요한 네트워크에서 특히 중요합니다. 대량의 데이터를 동시에 분석 및 처리하고 낮은 지연 시간과 높은 전송 속도로 전송할 수 있습니다. 이는 자율 주행 중 시스템이 복잡한 도로 상황을 분석하고 대응해야 하므로 자율 주행을 가능하게 합니다. 또한 RDMA는 클러스터 내 노드 간 컴퓨팅과 지연 시간에 민감한 데이터베이스 워크로드에도 사용할 수 있습니다.

RDMA는 어떻게 작동하나요

RDMA는 RoCE 지원 네트워크 카드를 통해 전송 프로토콜을 구현한 것입니다. 전송 전에 두 RDMA 노드 간에 연결을 설정해야 하며, 이는 RoCE를 통해 구현되어야 합니다. RDMA를 사용할 때 호스트 애플리케이션은 데이터 패킷을 메모리 버퍼에 넣은 다음 네트워크 또는 스토리지 드라이버를 동원합니다. 원격 직접 메모리 액세스 스택은 하드웨어 어댑터가 원시 버퍼에 직접 액세스할 수 있게 합니다. 이를 통해 많은 기존 소프트웨어 스택을 우회하고 대규모 메모리 버퍼 복사 작업을 피할 수 있습니다.

이러한 단계는 지연 시간을 효과적으로 줄이고 데이터 전송 속도를 높일 수 있습니다. 두 장치가 모두 전송에 RDMA를 사용하는 경우, 하나의 장치만 RDMA를 지원할 때보다 데이터 전송 속도가 더 빨라집니다.

RDMA의 특징

RDMA에는 네트워크의 전반적인 성능을 향상하고 데이터 전송 효율을 개선하는 데 도움이 되는 몇 가지 중요한 기능이 있습니다.

낮은 지연 시간: RDMA는 운영 체제와 CPU와 같은 단계를 우회하여 원격 메모리와 로컬 메모리 간의 직접 데이터 전송을 가능하게 하므로, 이는 통신 지연 시간을 크게 줄입니다.

높은 대역폭: 데이터가 메모리에서 직접 읽히고 쓰이므로, RDMA는 네트워크 대역폭을 더 잘 활용하고, 대역폭 이용 효율을 높이며, 데이터 전송 속도를 향상시킬 수 있습니다.

CPU 부하 감소: RDMA 데이터 전송은 CPU에서 처리될 필요가 없으므로 컴퓨터의 메모리에서 데이터를 직접 읽고 다른 컴퓨터의 메모리에 기록하여 CPU 개입을 줄이고 프로세서 리소스를 확보합니다.

제로 카피: RDMA는 네트워크 소프트웨어 스택을 관여시키지 않고 버퍼 간 데이터 전송을 직접 허용하여, 네트워크 계층 간 데이터 복제를 방지할 수 있습니다.

RDMA의 장점

RDMA에는 여러 가지 장점이 있습니다:

커널 바이패스: RDMA는 커널을 통한 컨텍스트 전환 없이 사용자 공간에서 직접 데이터 전송을 가능하게 합니다. 이 방식은 시스템 호출 오버헤드를 효과적으로 줄이고 데이터 전송의 전반적인 효율성을 향상시킵니다.

메시지 기반 트랜잭션: RDMA는 연속적인 스트림이 아닌 개별 메시지 형태로 데이터를 관리합니다. 이러한 접근 방식은 스트리밍 데이터를 처리할 때 애플리케이션의 작업을 단순화하여, 데이터 스트림을 서로 다른 메시지나 트랜잭션으로 분할하는 일을 더 효율적이고 간단하게 만듭니다.

스캐터/개더 엔트리 지원: RDMA는 여러 scatter/gather 항목을 기본적으로 지원합니다. 여러 메모리 버퍼에서 데이터를 읽어 하나의 스트림으로 결합하거나, 데이터 스트림을 여러 메모리 버퍼에 분배할 수 있습니다. 이러한 유연성은 데이터 처리의 효율성과 유연성을 향상시킵니다.

결론

RDMA 기술은 네트워크 지연 시간을 줄이고 네트워크 대역폭을 늘려 네트워크 성능을 향상시킵니다. 첨단 기술에 필수적입니다. RDMA에 대해 궁금한 점이 있으면 언제든지 QSFPTEK의 CCIE/HCIE 엔지니어에게 문의하십시오: [email protected]. 당사의 엔지니어가 포괄적인 지원을 제공해 드립니다.