InfiniBand

InfiniBand é um protocolo de comunicação de rede e padrão de interface de alta velocidade, alta largura de banda e baixa latência que pode melhorar a utilização da CPU, reduzir a latência e simplificar questões de gerenciamento de data centers. InfiniBand é amplamente usado em replicação e trabalho distribuído entre servidores, SAN e DAS entre servidores e dispositivos de armazenamento, e comunicações LAN, WAN e Internet entre servidores e redes.

Como funciona o InfiniBand

O InfiniBand normalmente usa uma arquitetura de duas camadas que separa a camada de rede da camada física e da camada de enlace de dados. Cada camada tem responsabilidades específicas. A camada física fornece conexões diretas ponto a ponto entre dispositivos por meio de links seriais de alta largura de banda, enquanto a camada de enlace de dados é responsável por gerenciar a transmissão e a recepção de pacotes entre dispositivos. A camada de rede fornece recursos essenciais do InfiniBand, como QoS, virtualização e RDMA. A sinergia entre as camadas torna o InfiniBand uma ferramenta poderosa para oferecer suporte a cargas de trabalho de computação de alto desempenho (HPC) de baixa latência e alta largura de banda.

Vantagens do InfiniBand

InfiniBand oferece várias vantagens, algumas das quais abordaremos a seguir.

Suporte a RDMA

InfiniBand suporta RDMA, que é acesso direto remoto à memória. Ele pode acessar diretamente a memória remotamente sem que os dados passem pela CPU, permitindo que os dados sejam transmitidos na memória. Isso pode não apenas reduzir efetivamente a latência de transmissão, mas também melhorar a utilização dos recursos da CPU, especialmente em ambientes de aplicação HPC, melhorando a eficiência geral do sistema.

Descarregamento da CPU

O descarregamento da CPU é um meio importante de acelerar a computação, e a rede InfiniBand pode usar o mínimo de recursos da CPU para a transmissão de dados. Eles são funcionalmente compatíveis. O InfiniBand oferece suporte à função RDMA, que pode gravar dados diretamente da memória de um servidor para a memória de outro servidor sem passar pela CPU para processamento. Ele pode alcançar cópia zero em torno do kernel.

InfiniBand oferece suporte a QoS

Primeiro, o InfiniBand implementa QoS por meio de canais virtuais. Um canal virtual é um caminho de comunicação lógico independente que compartilha um único link físico. Cada link físico pode suportar até 15 canais virtuais padrão e um canal de gerenciamento.

Segundo, o InfiniBand usa marcação de nível de serviço (SL) para marcar o campo SL no cabeçalho do pacote e dividi-lo em níveis de 0 a 15, cada um correspondendo a uma prioridade diferente.

Além disso, o InfiniBand oferece suporte à arquitetura de serviços diferenciados definida pelos IETF RFC 2474 e 2475, implementando assim funções de QoS semelhantes ao DiffServ.

Por fim, o InfiniBand também pode controlar os parâmetros de cada fluxo de comunicação respondendo a registros de caminho ou consultas de registros de múltiplos caminhos. Os administradores podem otimizar esses caminhos para garantir que o tráfego de alta prioridade seja transmitido pelo caminho ideal.

Suporte SHARP

SHARP é um protocolo para sistemas HPC que visa melhorar a eficiência de comunicação de clusters HPC. Ao implementar operações de agregação e redução de dados em dispositivos de rede em vez de enviar todos os dados de volta ao nó central para processamento. Isso pode otimizar a comunicação coletiva e evitar a transmissão repetida de dados entre nós, o que pode acelerar significativamente o processo de computação em aplicações que precisam processar grandes quantidades de dados e realizar operações coletivas complexas.

Aplicação do InfiniBand

O InfiniBand desempenha um papel indispensável na indústria atual, e suas características fazem dele uma solução essencial para vários setores.

Ambiente de HPC

No ambiente de HPC, o InfiniBand fornece alta largura de banda e baixa latência para ajudá-lo a processar rapidamente grandes quantidades de dados e, por meio de protocolos como RDMA e SHARP, ajuda a transmiti-los rapidamente e evitar a transmissão repetida de dados, tornando-o mais eficiente.

Rede de armazenamento

InfiniBand também desempenha um papel muito importante em redes de armazenamento. Ele pode contornar a CPU e transmitir dados diretamente na memória da aplicação, o que possibilita acesso e transmissão de dados eficientes e melhora o desempenho do sistema de armazenamento.

Conclusão

Como uma parte vital das redes modernas, InfiniBand trouxe uma mudança crucial para aplicações como data centers e computação de alto desempenho, que precisam processar grandes quantidades de dados simultaneamente. Ele não apenas traz baixa latência e alta largura de banda para essas aplicações, mas sua escalabilidade e flexibilidade também são evidentes para todos. E, com o desenvolvimento da tecnologia, seu desempenho está melhorando constantemente, o que permite atender às crescentes necessidades de negócios. Se você tiver alguma dúvida sobre InfiniBand, entre em contato conosco.