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InfiniBand高性能网络架构

Ethernet Network Design For NVMe Over Fabrics (Dr. J Metz) (六月 2025)

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Anonim

InfiniBand是一种基于交换机设计的高性能多用途网络架构,通常称为“交换结构”。 InfiniBand(简称“IB”)设计用于I / O网络,如存储区域网络(SAN)或集群网络。它已成为高性能计算的领先标准。世界上最快的500台超级计算机中有200多台使用InfiniBand,而不是使用千兆以太网。

InfiniBand的历史

InfiniBand的工作始于20世纪90年代,由两个独立的行业组织以不同的名称开始设计系统互连的技术标准。在两组于1999年合并后,“InfiniBand”最终成为新架构的名称。 InfiniBand Architecture标准1.0版于2000年发布。

InfiniBand如何工作

InfiniBand Architecture的规范涵盖OSI模型的第1层到第4层。它涵盖了物理和数据链路层硬件要求,还具有类似于TCP和UDP的面向连接和无连接的传输协议。 InfiniBand使用IPv6在网络层进行寻址。

InfinBand为被调用的应用程序实现消息传递服务 通道I / O. 绕过网络操作系统,以便在专业环境中实现高性能。它为两个启用Infiniband的应用程序提供了创建具有名为Queue Pairs的发送和接收队列的直接通信通道的能力。队列映射到每个应用程序可访问的内存空间以进行数据共享(称为远程直接内存访问或RDMA)。

InfiniBand网络由四个主要组件组成:

  • 网关
  • 主机通道适配器
  • 子网经理
  • 开关

与其他网络网关一样,InfiniBand网关将IB网络连接到外部本地网络。

主机通道适配器 将InfiniBand设备连接到IB结构,就像更传统的网络适配器一样。

子网经理 软件管理InfiniBand网络上的流量。每个IB设备运行子网管理器代理以与中央管理器通信。

InfiniBand交换机是网络的必需元素,可使一组设备以不同的组合方式相互配对。与以太网和Wi-Fi不同,IB网络通常不使用路由器。

InfiniBand的速度有多快?

InfiniBand支持数千兆网络速度,最高可达56 Gbps,具体取决于其配置。技术路线图包括在未来版本中支持100 Gbps和更快的速度。

InfiniBand的局限性

InfiniBand的应用主要限于集群超级计算机和其他专用网络系统。除了营销声明外,InfiniBand并非专为通用应用数据网络而设计,可以替代互联网数据中心的以太网或光纤通道。由于这些协议的性能限制,它不使用传统的网络协议栈,如TCP / IP,但这样做并不支持主流应用程序。

它还没有成为一种主流技术,部分原因是像WinSock这样的标准网络软件库无法在不牺牲架构性能优势的情况下与InfiniBand配合使用。