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。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。
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。
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。
三种RDMA网络的特点总结如下:
-
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