IT存儲網絡運維 | InfiniBand技術簡介

2020-04-09 09:15 作者：艾銻無限 瀏覽量：

 
我們經常聽到關于某超算中心架構又用了什么先進的技術，而在這些技術中，InfiniBand技術則是人們談論最多的話題。那么InfiniBand到底有多牛？ 簡單來說，InfiniBand是一種支持多并發鏈接的轉換線纜技

術，它既可以處理存儲I/O、網絡I/O，也能夠處理進程間通信(IPC)，這樣它即可以將磁盤陣列、SANs、LANs、服務器和集群服務器進行互聯，也可以連接外部網絡（比如WAN、VPN、互聯網）。
 
1、InfiniBand技術背景和現狀

設計InfiniBand的目的主要是用于企業數據中心，大型的或超大型的數據中心，為了實現高的可靠性、可用性、可擴展性和高的性能。并且InfiniBand可以在相對短的距離內提供高帶寬、低延遲的傳輸，而且在單

個或多個互聯網絡中支持冗余的I/O通道，因此能保持數據中心在局部故障時仍能運轉。Infiniband網絡是一種高帶寬低延時的網絡，相比傳統的以太網絡，最新一代的Infiniband網絡帶寬可達100Gbps，點到點的

延時低于0.6us。Infiniband網絡主要用于高性能計算場景，通過高速的Infiniband網絡，將一臺臺多路服務器構建為一個高性能計算集群，集群性能基本上是單臺服務器性能的線性疊加，可以說正是因為有

Infiniband網絡技術，才能催生出超算高性能集群架構。Infiniband交換機可以分別帶管理交換機和不帶管理交換機，帶管理交換機有硬件管理端口，對整個網絡的管理可以通過交換機硬件完成，通常一個項目中

會配置少量的帶管理交換機(兩臺)。
 
2、InfiniBand為超算中心提供超強傳輸性能

有鑒于此，越來越多的超算中心開始大量采用InfiniBand技術，尤其是在對傳輸性能要求非常高的數據中心中，應用非常廣泛。近日，全球知名的InfiniBand解決方案提供商Mellanox公司市場副總裁Gilad Shainer

先生接受了記者專訪時，詳細闡述了InfiniBand 解決方案的市場競爭力及為全球用戶企業提供的全新性能和可擴展性。當今超算TOP500的排名中，在Intersect360調查中，約2/3的受訪系統上部署安裝了以太網和

InfiniBand。這顯示，InfiniBand解決方案依然在高性能計算領域占有著絕對的市場份額，遠遠高于高性能計算系統里面的其他網絡互聯廠商。
Mellanox的InfiniBand的解決方案占據了近一半的市場份額，高達46%的份額，這充分例如顯示了在高性能計算系統里面Mellanox的網絡依然是一個絕對領先的高速網絡。而在2016年TOP500里面新建的系統中，

有65個選擇了Mellanox的產品，在2019年最新TOP500列表中，InfiniBand份額為28％(140個系統)。但是，從性能的角度來看，基于InfiniBand的計算網絡占TOP500總體性能的40％
 
3、InfiniBand技術玩家和如今巨頭

InfiniBand Trade Association (IBTA)的9個主要董事成員中只有Mellanox和Emulex專門在做InfiniBand，其他成員只是扮演了使用InfiniBand的角色。而Emulex由于業務不景氣也在2015年的2月被Avago收購，

Qlogic的infiniband業務在2012年也全部賣給Intel了，Intel基于此布局OPA。Mellanox在InfiniBand市場一家獨大，其產品的集群部署數量遠遠大于選擇競爭對手的數量，選擇Mellanox產品的集群數量是選擇競爭

對手Omni-Path(英特爾)網絡的近四倍，是另外一個競爭對手Cray系統的五倍。Mellanox公司提出Co-design(協同設計)理念，基于任務卸載(Offloading)的架構能夠讓像RDMA（遠程內存直接訪問）這樣的技術變

得可用，而這傳統的數據中心加載（Onloading）架構無法做到的。而且采用智能的互連和卸載技術，可以讓高性能計算系統繼續擴展下去。

為了讓網絡來協助處理數據，Mellanox不斷去開發智能網絡，在2019年11月份，Mellanox發布了全球首個 200Gb/s 數據中心網絡互連解決方案。Mellanox ConnectX-6 適配器、Quantum交換機、 LinkX線纜和收

發器一同構成了面向新一代高性能計算、機器學習、大數據、云、web 2.0和存儲平臺的完整 200Gb/s HDR InfiniBand 網絡互連基礎設施。
ConnectX-6改進了Mellanox的多主機技術，允許最多8臺主機連接到一個適配器將PCIe接口分割成多個獨立的接口。降低了通過減少資本支出(線纜、NIC和交換機端口)和運營成本(減少交換機端口費用)。

Mellanox多主機技術可用于Mellanox ConnectX10/25/40/50/100千兆以太網和VPI(虛擬協議互聯)適配器、定制卡和基于OCP主板。200Gb/s HDR InfiniBand 解決方案進一步鞏固了Mellanox的市場領先地位，同時

使客戶和用戶能充分利用基于開放標準的技術，最大程度的提升應用程序的性能和可擴展性，同時極大降低數據中心的總體擁有成本。Mellanox 200Gb/s HDR InfiniBand Quantum 交換機是全球最快的交換機，

支持 40 端口的 200Gb/s InfiniBand 或 80 端口的 100Gb/s InfiniBand 連接，可實現 16Tb/s 的總交換處理能力，且延遲極低，僅有 90ns(納秒)。Mellanox Quantum 交換機擁有市場上可擴展性最強的交換芯片，

提升了對網絡內計算(in-network computing)技術的支持，并經過優化且靈活的路由引擎。為了打造完整的端到端 200Gb/s InfiniBand 基礎架構，Mellanox還將發布最新的LinkX 解決方案，為用戶提供一系列不同

長度的 200Gb/s 銅纜及硅光線纜。

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