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RoCE、IB和TCP 概念及差异对比

2021-09-28 10:25 4094 0 转载 Linux
作者: dave

在分布式存储网络中,我们使用的协议有RoCE、Infiniband(IB)和TCP/IP。其中RoCE和IB属于RDMA(RemoteDirect Memory Access)技术,他和传统的TCP/IP有什么区别呢,接下来我们将做详细对比。

RDMA和TCP/IP

面对高性能计算、大数据分析等IO高并发、低时延应用,现有TCP/IP软硬件架构不能满足应用的需求,这主要体现在传统的TCP/IP网络通信是通过内核发送消息,这种通信方式存在很高的数据移动和数据复制的开销。RDMA(RemoteDirect Memory Access)技术全称远程直接内存访问,就是为了解决网络传输中服务器端数据处理的延迟而产生的。如图1-1,RDMA技术能直接通过网络接口访问内存数据,无需操作系统内核的介入。这允许高吞吐、低延迟的网络通信,尤其适合在大规模并行计算机集群中使用。

图1-1 RDMA和传统TCP/IP比较

RDMA的种类

目前有三种RDMA网络,分别是Infiniband、RoCE(RDMA over Converged Ethernet)、iWARP。

其中,Infiniband是一种专为RDMA设计的网络,从硬件级别保证可靠传输 ,技术先进,但是成本高昂。 而RoCE 和 iWARP都是基于以太网的RDMA技术,这使高速、超低延时、极低CPU使用率的RDMA技术得以部署在目前使用最广泛的以太网上http://www.cndba.cn/cndba/dave/article/4757

图1-2所示,RoCE协议有RoCEv1和RoCEv2两个版本,RoCEv1是基于以太网链路层实现的RDMA协议(交换机需要支持PFC等流控技术,在物理层保证可靠传输),而RoCEv2是以太网TCP/IP协议中UDP层实现,引入IP解决了扩展性问题

图1-2 RDMA网络种类
表1-1 RoCE和InfiniBand比较
  

InfiniBand

iWARPhttp://www.cndba.cn/cndba/dave/article/4757

RoCE

性能

http://www.cndba.cn/cndba/dave/article/4757

最好

稍差(受TCP影响)

与InfiniBand相当

成本http://www.cndba.cn/cndba/dave/article/4757

稳定性http://www.cndba.cn/cndba/dave/article/4757

http://www.cndba.cn/cndba/dave/article/4757

较好http://www.cndba.cn/cndba/dave/article/4757

交换机

http://www.cndba.cn/cndba/dave/article/4757

IB交换机

以太网交换机

以太网交换机http://www.cndba.cn/cndba/dave/article/4757

表1-1所示,三种RDMA网络的特点总结如下:http://www.cndba.cn/cndba/dave/article/4757

  • InfiniBand设计之初就考虑了 RDMA,从硬件级别保证可靠传输提供更高的带宽和更低的时延。但是成本高,需要支持IB网卡和交换机。
  • RoCE基于 Ethernet 做 RDMA,消耗的资源比 iWARP 少,支持的特性比 iWARP 多。可以使用普通的以太网交换机,但是需要支持RoCE的网卡
  • iWARP基于TCP的RDMA网络,利用TCP达到可靠传输。相比RoCE,在大型组网的情况下,iWARP的大量TCP连接会占用大量的内存资源,对系统规格要求更高。可以使用普通的以太网交换机,但是需要支持iWARP的网卡

分布式存储中常用的网络协议

  • IB:常用于DPC场景中的存储前端网络。
  • RoCE:常用于存储后端网络。
  • TCP/IP:常用于业务网络。
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dave

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人的一生应该是这样度过的:当他回首往事的时候,他不会因为虚度年华而悔恨,也不会因为碌碌无为而羞耻;这样,在临死的时候,他就能够说:“我的整个生命和全部精力,都已经献给世界上最壮丽的事业....."

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