劉洪宇

InfiniBand以其高帶寬、低延遲、易擴(kuò)展的技術(shù)特性，被認(rèn)為是刀片服務(wù)器以及集群節(jié)點之間最佳的互聯(lián)技術(shù)之一。尤其在高性能計算領(lǐng)域，這種服務(wù)器與存儲連接方案占據(jù)著絕對上風(fēng)。我國目前速度最快的高性能計算機(jī)曙光5000A就是基于Mellanox提供的ConnectX DDR Infiniband互聯(lián)技術(shù)搭建網(wǎng)絡(luò)的，它實現(xiàn)了20Gbps的傳輸速率、1.3us的低通信延遲。

I/O不該成為瓶頸

3月30日，Mellanox宣布，其第四代架構(gòu)的QDR模式Infiniband解決方案已將上兩個數(shù)字刷新為40Gbps和1us。在產(chǎn)品性能按計劃提升的同時，Mellanox還計劃將該方案向企業(yè)級數(shù)據(jù)中心及云計算市場擴(kuò)展。

Infiniband的思路是以網(wǎng)絡(luò)為中心搭建系統(tǒng)，將計算、存儲與網(wǎng)絡(luò)分開，但三者一定要保持相對平衡，這樣才能保證整體性能。目前，企業(yè)級應(yīng)用及數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用需要進(jìn)行大數(shù)據(jù)量計算和存儲，這就對網(wǎng)絡(luò)的I/O帶寬提出了高要求，服務(wù)器虛擬化還提高了對網(wǎng)絡(luò)可用性的要求。

網(wǎng)絡(luò)帶寬和延遲在很大程度上決定了系統(tǒng)的整體效率以及處理器與存儲的使用率，進(jìn)而影響到性能與功耗。在以太網(wǎng)難以滿足部分用戶對于集群、存儲網(wǎng)絡(luò)和高速服務(wù)器互聯(lián)所需的傳輸效率和延遲水平時，用戶對更快、更可靠的渴求就開始促動Infiniband在數(shù)據(jù)中心推廣應(yīng)用了。

網(wǎng)絡(luò)一體化優(yōu)勢何在

在整個系統(tǒng)中，服務(wù)器 — 交換機(jī) — 路由器 — 存儲之間通過線纜相連，Mellanox目前的解決方案包括了網(wǎng)卡、交換機(jī)、路由器及線纜在內(nèi)的全套產(chǎn)品，均支持最高40Gbps的傳輸速度。雖然以Infiniband技術(shù)見長，但Mellanox并不排斥其他互聯(lián)技術(shù)，相反，它通過虛擬協(xié)議支持（VIP）技術(shù)，可以使單一光纖線纜上運行多種協(xié)議，應(yīng)用保持并行狀態(tài)，設(shè)備自動為各協(xié)議應(yīng)用分配相應(yīng)的傳輸帶寬。每個通路都有獨立資源，這才是網(wǎng)絡(luò)一體化的真正優(yōu)勢。

Mellanox技術(shù)負(fù)責(zé)人利特·申納爾（Gilad Shainer）表示，支持VPI技術(shù)的ConnectX網(wǎng)卡端口是一種高整合性設(shè)備，能根據(jù)接入的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備類型，被配置成Infiniband、以太網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心以太網(wǎng)（DCE）、FCoE等端口，以單一網(wǎng)卡取代混差的多個不同類型的網(wǎng)卡。這種網(wǎng)絡(luò)一體化的解決方案簡化了不同系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，實現(xiàn)了降低網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度的目標(biāo)。更重要的意義是，其提供的廣泛支持使企業(yè)級數(shù)據(jù)中心、高性能計算及嵌入式應(yīng)用在選擇設(shè)備時能獲得盡可能大的靈活性。

ConnectX本身就具有高可靠性傳輸、低延遲和高帶寬的特性，并通過由適配卡完成網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理及RDMA收發(fā)操作，將處理器從這部分工作中解放出來。通過合理配置，數(shù)據(jù)中心用戶可以獲得從性能到成本及管理復(fù)雜度等多方面明顯的改觀，其可擴(kuò)展性可以勝任1萬個以上的節(jié)點互聯(lián)。利特·申納爾舉例說，通過I/O整合，JP摩根的數(shù)據(jù)中心利用率已從15%提高到了75%。在虛擬化方面，ConnectX適配卡支持硬件I/O虛擬化，并提供專用適配器資源隔離和保護(hù)虛擬機(jī)，將虛擬機(jī)性能提升到接近物理機(jī)的程度，增強(qiáng)了虛擬化性能。

未來網(wǎng)絡(luò)是動態(tài)的

Infiniband的發(fā)展已經(jīng)有了明確的路線圖，而越過這些指標(biāo)與技術(shù)細(xì)節(jié)，我們不妨設(shè)想，未來高性能系統(tǒng)或數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)究竟該是什么模樣？隨著計算模塊以英特爾至強(qiáng)5500為開端走向智能化，網(wǎng)絡(luò)等模塊最終勢必也將走向智能化，最終實現(xiàn)智能的數(shù)據(jù)中心。利特·申納爾認(rèn)為，走向簡化的網(wǎng)絡(luò)一體化是當(dāng)前的大趨勢，而目前有兩個不同的路徑。有的廠商強(qiáng)制用戶走一種固定的方向，當(dāng)這種互聯(lián)沒辦法滿足應(yīng)用需求時，用戶為了實現(xiàn)一體化，還必須使用這樣的網(wǎng)絡(luò)，這并不是成功的網(wǎng)絡(luò)一體化解決方案。

“理想的解決方案是，硬件只是介質(zhì)，上面進(jìn)行不同的應(yīng)用傳輸，都有相應(yīng)的虛擬協(xié)議來支持，對用戶不要做任何限制，完全是透明的?！?利特·申納爾說，“未來的網(wǎng)絡(luò)將是動態(tài)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)卡和交換機(jī)都是智能的，它們都是傳輸介質(zhì)，不必分為各種模式，而是集各種協(xié)議為一體的單一產(chǎn)品，至于他們工作在什么狀態(tài)下，是高性能計算模式下的MPI還是通信模式下的的TCP/IP……這些完全都由應(yīng)用來決定。網(wǎng)卡和交換機(jī)可以自動識別應(yīng)用類型，工作在相應(yīng)模式下，并為應(yīng)用分配相應(yīng)的獨立資源。

利特·申納爾反問記者，預(yù)計動態(tài)網(wǎng)絡(luò)何時才會實現(xiàn)？他隨即給出了自己的答案：“2011年，這種想法就可以實現(xiàn)了，一開始可能先實現(xiàn)部分功能，后來就會逐漸實現(xiàn)全部功能了?！?/p>