Einführung in RDMA (Remote Direct Memory Access)

Introduction Rdma

Was ist RDMA? Die Abkürzung steht für „Remote Direct Memory Access“. Wenn Sie detaillierte Informationen darüber wissen möchten, dann sind Sie hier richtig. In diesem Beitrag von MiniTool geht es hauptsächlich um RDMA.

• Was ist RDMA?
• Wie funktioniert RDMA?
• Netzwerkprotokolle, die RDMA unterstützen
• Produkte und Anbieter, die RDMA unterstützen
• RDMA über Stoffe und zukünftige Richtungen
• Endeffekt

Was ist RDMA?

Was ist RDMA? RDMA ist die Abkürzung für Remote Direct Memory Access. Dabei handelt es sich um eine Technologie, die es Computern in einem Netzwerk ermöglicht, Daten im Hauptspeicher auszutauschen, ohne den Prozessor, den Cache oder das Betriebssystem eines der beiden Computer zu nutzen. Lesen Sie weiter und Sie werden feststellen, dass dieser Beitrag von MiniTool Ihnen umfassende Informationen über RDMA bietet.

Wie der lokalbasierte direkte Speicherzugriff (DMA) kann RDMA Ressourcen freigeben, sodass Durchsatz und Leistung gesteigert werden können. RDMA trägt auch dazu bei, die Datenübertragungsraten zu erhöhen und Netzwerke mit geringer Latenz zu ermöglichen, was besonders in massiv parallelen Computerclustern nützlich ist. Und es kann für Netzwerk- und Speicheranwendungen implementiert werden.

Wie funktioniert RDMA?

Wie funktioniert dann RDMA? RDMA unterstützt Zero-Copy-Netzwerke, indem es dem Netzwerkadapter ermöglicht, Daten direkt von der Leitung zum Anwendungsspeicher oder direkt vom Anwendungsspeicher zur Leitung zu übertragen, ohne Daten zwischen dem Anwendungsspeicher und den Datenpuffern im Betriebssystem zu kopieren.

Für solche Übertragungen ist keine Arbeit der CPUs, Caches oder Kontextwechsel erforderlich, und Übertragungen erfolgen parallel zu anderen Systemvorgängen. Dies reduziert die Latenz bei der Nachrichtenübertragung. Was noch besser ist: Wenn sowohl das sendende als auch das empfangende Gerät RDMA unterstützen, wird der Dialog zwischen beiden schneller abgeschlossen als bei ähnlichen Nicht-RDMA-Netzwerksystemen.

Wenn Ihre Anwendungen schnelle und massive parallele High-Performance-Computing-Cluster (HPC) und Rechenzentrumsnetzwerke erfordern, ist RDMA möglicherweise sehr nützlich. Sie können RDMA auch bei der Analyse großer Datenmengen, in Supercomputing-Umgebungen, die Anwendungen verarbeiten, und beim maschinellen Lernen nützlich finden, das die absolut niedrigste Latenz und höchste Übertragungsraten erfordert.

Allerdings weist diese Strategie einige Probleme auf, die damit zusammenhängen, dass der Zielknoten keine Benachrichtigung über den angeforderten Abschluss erhält (einseitige Kommunikation).

Netzwerkprotokolle, die RDMA unterstützen

RDMA auf Converged Ethernet. RoCE ist ein Netzwerkprotokoll, das RDMA über Ethernet unterstützt, indem es die Leistung von RDMA in einer solchen Umgebung definiert.Internet-Wide-Area-RDMA-ProtokollIWARP verwendet zur Datenübertragung das Transmission Control Protocol (TCP) oder das Stream Control Transmission Protocol (SCTP). Es wurde von der Internet Engineering Task Force entwickelt, um Anwendungen auf einem Server das direkte Lesen oder Schreiben von Anwendungen zu ermöglichen, die auf einem anderen Server ausgeführt werden, ohne Unterstützung durch das Betriebssystem auf einem der Server.InfiniBand. Für Hochgeschwindigkeits-InfiniBand-Netzwerkverbindungen ist RDMA ein Standardprotokoll. Dieses RDMA-Netzwerkprotokoll wird häufig für die Kommunikation zwischen Systemen verwendet und war zunächst in Hochleistungsrechnerumgebungen beliebt. Da InfiniBand schnell eine Verbindung zu großen Computerclustern herstellen kann, hat es weitere Anwendungsfälle wie Big-Data-Umgebungen, Datenbanken, stark virtualisierte Umgebungen und Webanwendungen mit hohem Ressourcenbedarf erobert.

Produkte und Anbieter, die RDMA unterstützen

Seit 2018 hat RDMA durch die Implementierung erweiterter Funktionen eine größere Akzeptanz erlangt und eine bessere Leistung als herkömmliche Netzwerkinfrastrukturen erzielt. Welche Produkte und Hersteller unterstützen RDMA? Nachfolgend sind einige Produkte und Anbieter aufgeführt:

• Big-Data-Analyse von Apache Hadoop und Apache Spark
• Baidu Paddle-Plattform (Parallel Distributed Deep Learning).
• Broadcom- und Emulex-Adapter
• Caffe Deep-Learning-Framework
• Cavium FastLinQ 45000/41000 Serie Ethernet-NICs
• Ceph-Objektspeicherplattform
• ChainerMN Python-basiertes Deep-Learning-Open-Source-Framework
• Chelsio Terminator 5 & 6 iWARP-Adapter
• Dell EMC PowerEdge-Server
• FreeBSD-Betriebssystem
• GlusterFS-Internetwork-Dateisystem
• Skalierbare Intel Xeon-Prozessoren und Platform Controller Hub
• Mellanox ConnectX-Familie von Netzwerkadaptern und InfiniBand-Switches
• Microsoft Windows Server (2012 und höher) unterstützt über SMB Direct RDMA-fähige Netzwerkadapter, den virtuellen Hyper-V-Switch und das Cognitive Toolkit.

Sie können darauf klicken Verknüpfung um mehr Produkte und Anbieter zu bekommen, die RDMA unterstützen.

RDMA über Stoffe und zukünftige Richtungen

RDMA on Fabric ist eine logische Weiterentwicklung der bestehenden Shared-Storage-Architektur und profitiert von Solid-State- und Flash-Speicher, was den Leistungszugriff auf gemeinsam genutzte Daten verbessert. Ein RDMA-Netzwerk verwendet ein Protokoll wie RoCE, iWARP oder InfiniBand, um Daten zwischen dem Speicheradressraum über die Schnittstelle zu senden, was den Betrieb beschleunigt und den Wert von Anwendungen, Servern und Speicherinvestitionen steigert.

Die sechste Generation von Fibre-Channel-Speichernetzwerken – 32 Gigabit pro Sekunde – und PCI Express unterstützen RDMA basierend auf der Fabrics-Schnittstelle.

Endeffekt

In diesem Beitrag haben Sie detaillierte Informationen darüber erhalten, was RDMA (Remote Direct Memory Access) ist. Darüber hinaus können Sie auch Produkte und Anbieter kennen, die RDMA unterstützen, sowie die Netzwerkprotokolle, die RDMA unterstützen.