InfiniBand架构和技术实战总结(第二版).pdf

InfiniBand是一种高速计算机网络通信标准，旨在提供高吞吐量和低延迟的数据通信。相比于传统的网络协议，InfiniBand的设计更注重于高性能计算(HPC)环境的需求。InfiniBand与TCP/IP协议相比，其特点在于它能够在网络中实现更低的延迟和更高的数据传输速率。此外，InfiniBand严格意义上是一种I/O Fabric（输入/输出架构），它采用分层协议设计，这使得它能够支持不同的数据速率，目前主流的包括25Gb/s、50Gb/s、100Gb/s等。 RDMA（Remote Direct Memory Access，远程直接内存访问）是InfiniBand架构中的一个核心概念。RDMA允许一个计算机直接从另一个计算机的内存中读取数据，而无需操作系统参与或事先将数据拷贝到本地内存中。RDMA的主要优点在于它大幅度减少了数据复制的次数，从而实现低延迟的数据传输和高效的数据处理能力。 InfiniBand架构的主要元素包括主机通道适配器（Host Channel Adapter，HCA）、交换机（Switch）、子网管理器（Subnet Manager）和路由器。HCA是一种硬件设备，位于服务器内部，负责与InfiniBand网络通信。交换机在InfiniBand中实现数据包的路由和转发。子网管理器负责维护InfiniBand网络的拓扑结构，并进行路径选择和故障检测。在某些InfiniBand网络中，路由器用于连接不同子网的网络。 在InfiniBand网络中，网关的引入为网络提供了更大的灵活性，可以实现不同网络之间的数据交换。LID（本地标识符）、GID（全局标识符）和GUID（全局唯一标识符）是InfiniBand中用来标识网络中的设备和端点的唯一编号。 InfiniBand支持通过IPoIB（IP over InfiniBand）技术实现对IP流量的支持。这意味着IP协议的数据包可以在InfiniBand网络上透明传输。可靠和不可靠的传输方式则是InfiniBand支持的两种传输服务类型，前者保证数据包按顺序且可靠地送达，而后者则不保证，但在某些情况下可以提供更高的传输效率。 安全性方面，InfiniBand通过各种机制保证数据在传输过程中的安全。它还支持基于信用的流量控制机制，这种机制可以防止网络中的拥塞。同时，InfiniBand体系架构中并没有生成树协议，因为它使用了不同的方法来避免网络中的循环。 InfiniBand架构解析部分介绍了软件协议栈OFED（Open Fabrics Enterprise Distribution），这是一个为InfiniBand提供软件支持的开源项目。OFED为基于IP、Socket、SCSI/iSCSI和NFS等多种应用提供了支持。InfiniBand网络可以组成各种拓扑结构，并通过软件进行网络管理。InfiniBand网络的性能监控可以通过特定的工具和技术来实现，以保证网络的健康状况和高效的运行。 Mellanox是InfiniBand技术的主要提供商之一。Mellanox的SocketDirect技术是一种硬件加速技术，它通过一种新的套接字通信方法来提升应用程序性能。通过与标准网卡进行性能对比，Mellanox的SocketDirect技术在一些情况下显示出了明显的性能优势。此外，MLNX_OFED是Mellanox提供的官方软件开发包，它允许开发者和系统管理员利用InfiniBand网络提供的高性能。 综合上述内容，InfiniBand架构和技术实战总结的电子书为读者提供了一套深入理解和应用InfiniBand技术的完整资料，它覆盖了从基本概念到技术原理，再到实际架构和应用场景的各个方面。这本书对于那些希望建立高性能网络系统或是在现有网络系统中部署InfiniBand技术的专业人士来说，无疑是一份宝贵的参考资料。