基于融合以太网的RDMA

✍ dations ◷ 2025-11-19 13:31:11 #CS1 maint: Multiple names: authors list,以太网路,操作系统技术,并行计算

基于融合以太网的RDMA(英语:RDMA over Converged Ethernet,缩写RoCE)是一个网络协议,允许在一个以太网网络上使用远程直接内存访问(RDMA)。RoCE有RoCE v1和RoCE v2两个版本。RoCE v1是一个以太网链路层(英语:Link layer)协议,因此允许同一个以太网广播域中的任意两台主机间进行通信。RoCE v2是一个网络层协议,因而RoCE v2数据包可以被路由。虽然RoCE协议受益于融合以太网网络(英语:数据中心桥接)的特征,但该协议也可用于传统或非融合的以太网网络。

网络密集型应用程序(如网络存储或群集计算)需要具有高带宽且低延迟的网络基础架构。RDMA相比其他网络应用程序接口(诸如Berkeley套接字)的优势是更低的延迟、更低的CPU占用,以及更高的带宽。RoCE协议有着比其前身iWARP(英语:iWARP)协议更低的延迟。现有的RoCE HCA(主机通道适配器)的延迟低至1.3微秒,而在2011年已知的最低的iWARP HCA的延迟为3微秒。

RoCE v1协议是一个以太网链路层协议,Ethertype为0x8915。它要符合以太网协议的帧长度限制:常规以太网帧为1500字节,巨型帧为9000字节。

RoCEv2协议构筑于UDP/IPv4或UDP/IPv6协议之上。UDP目标端口号4791已保留给RoCE v2。因为RoCEv2数据包是可路由的,所以RoCE v2协议有时被称为Routable RoCE或RRoCE。虽然一般不保证UDP数据包的传达顺序,但RoCEv2规范要求,有相同UDP源端口及目标地址的数据包不得改变顺序。除此之外,RoCEv2定义了一种拥塞控制机制,使用IP ECN位用于标记,CNP帧用于送达通知。软件对RoCE v2的支持在不断涌现。Mellanox OFED 2.3或更高版本支持RoCE v2,Linux内核v4.5也提供支持。

RoCE定义了如何在以太网上执行RDMA,InfiniBand架构规范则定义了如何在一个InfiniBand网络上执行RDMA。RoCE预期为将主要面向群集的InfiniBand应用程序带入到一个寻常的以太网融合结构。有人认为,InfiniBand将会继续提供比以太网更高的带宽以及更低的延迟。

RoCE与InfiniBand协议之间的技术差异:

相比RoCE协议定义了如何使用以太网和UDP/IP帧执行RDMA,iWARP协议定义了如何基于一个面向连接的传输(如传输控制协议,TCP)执行RDMA。RoCE v1受限于单个广播域,RoCE v2和iWARP封包则可以路由。在大规模数据中心和大规模应用程序(即大型企业、云计算、Web 2.0应用程序等)中使用iWARP时,大量连接的内存需求,以及TCP的流量和可靠性控制,将会导致可扩展性和性能问题。此外,RoCE规范中定义了多播,而当前的iWARP规范中没有定义如何执行多播RDMA。

iWARP中的可靠性由协议本身提供,因为TCP/IP为可靠传输。相比而言,RoCEv2采用UDP/IP,这使它有更小的开销和更好的性能,但不提供固有的可靠性,因此可靠性必须搭配RoCEv2实现。其中一种解决方案是,使用融合以太网交换机使局域网变得可靠。这需要局域网内的所有交换机支持融合以太网,并防止RoCEv2数据包通过诸如互联网等不可靠的广域网传输。另一种解决方案是增加RoCE协议的可靠性(即可靠的RoCE),向RoCE添加握手,通过牺牲性能为代价提供可靠性。

两种协议哪种更好的问题取决于供应商。英特尔和Chelsio建议并独家支持iWARP。Mellanox、Xilinx以及Broadcom推荐并独家支持RoCE/RoCEv2。思科同时支持RoCE与自家的VIC RDMA协议。网络行业中的其他供应商则同时提供两种协议的支持,这些供应商如Marvell、微软、Linux和Kazan。

两种协议都经过了标准化,iWARP是IETF定义的基于以太网的RDMA,RoCE是InfiniBand贸易协会(英语:IBTA)定义的基于以太网的RDMA 

支持RoCE的设备的主要供应商包括:

相关

  • 博特氏病博特氏病(英语:Pott disease 或 英语:Pott's disease)是一种发生在椎骨(肺部以外)的结核菌感染。结核病能影响数种肺部以外的组织,包括脊椎,这是一种结核菌引起的椎间关节炎。此病是
  • 肠道外营养肠道外营养(parenteral nutrition)是将营养送入静脉中,而非一般地食入后消化。注入的营养品是由专业的制药公司制造,其营养品富有高度养分,包含了葡萄糖、盐、氨基酸还有脂肪等等
  • FeOsub4/sub四氧化铁是一种无机化合物,化学式为FeO4,结构简式为(O2)FeO2,其中铁的氧化态为+6。它是铁元素的最高价氧化物,1987年时由金属铁制成的阳极在强碱性溶液中溶解制得,也有用激光蒸发
  • 各国议会联盟各国议会联盟(Inter-Parliamentary Union, IPU)是一个总部设于瑞士日内瓦的国际组织。由英国下议院议员威廉·兰德尔·克里默和法国国民议会议员弗雷德里克·帕西于1889年6月2
  • 特伦德拉格特伦德拉格(挪威语:Trøndelag)是挪威中部一郡。该郡最早成立于1687年。1804年该郡被分成南特伦德拉格和北特伦德拉格两郡,2018年两郡重新合并。特伦德拉格和邻近的默勒-鲁姆斯
  • 奇里基省奇里基省 (Provincia de Chiriquí)是巴拿马的一个省,位于该国西部,面向太平洋奇里基湾。面积6,547平方公里,2006年估计人口409,483人。首府戴维。下分13县、96市。
  • 新郑裴李岗聚落遗址裴李岗文化是中国黄河中游地区的新石器时代文化,在仰韶文化之前,由于最早在河南新郑的裴李岗村发掘并认定而得名。该文化的分布范围,以新郑为中心,东至河南东部,西至河南西部,南至
  • 国际原子时国际原子时(英语:International Atomic Time、法语:Temps Atomique International, TAI)是根据以下秒的定义的一种国际参照时标, 属于国际单位制。1967年第13届国际计量大会上通
  • 分子机器分子机器(molecular machine)也称为纳米机器(nanomachine)是由少量的分子所组成,可以对特定的刺激(输入)产生准机械运动(输出)的物体。分子机器一词也常用来表示模仿巨观世界机器功能
  • 科洛·莫瑞兹科洛·格雷丝·莫瑞兹 (英语:Chloë Grace Moretz,1997年2月10日-),美国女演员,因主演2010年上映的动作电影《海扁王》(Kick-Ass)中的超杀女(Hit Girl),与在奥斯卡奖得奖电影《雨果》(Hug