infiniband高速互联网卡
随着计算能力向数据中心的集中,消除性能瓶颈和改进系统管理变得比以往更加至关重要。I/O子系统中是造成很多这类问题的根源。InfiniBand 是一种被很多人认为可以消除由今天脆弱而又不堪重负的I/O架构带来的烦恼的一种新I/O技术。
InfiniBand贸易协会(InfiniBand Trade Association,IBTA)发布了以该协会名称命名的I/O 规范的1.0版本。这个拥有180名组员的组织包括所有业界的主要系统、 半导体和外设制造商。该协会是去年两项竞争性I/O标准 ——未来I/O(Future I/O)和下一代I/O(Next Generation I/O)合并的结果。随着这项标准的发布,IBTA成员将开始设计和生产将在明年出现在市场上的InfiniBand就绪产品。
不仅限于I/O
InfiniBand将主要用于取代服务器上的“外围部件互连局部总线”(PCI)。 它提供了PCI所不具备的更多的功能和性能。尽管PCI的可靠性和高速度已经得到证明,并且随着PCI-X 的发布, 它的速度将会继续提高(达到1Gbps), 但是它仍落后于InfiniBand的通道设计。
例如,在使用InfiniBand系统时,设计者和信息技术经理可以不再将I/O永远当做是服务器的一部分,特别是,不再认为I/O局限于机箱的内部。
在使用InfiniBand标准的情况下,远程存储、网络以及服务器之间的连接可以通过将所有的设备利用一条由InfiniBand交换机和链路组成的集中的、统一的光纤连接起来实现。InfiniBand将利用这种方式解决象PCI 这类基于总线的架构的距离问题。现在PCI距CPU主板的距离是以英寸甚至厘米来计算的。InfiniBand 的通道设备使I/O设备在使用铜线时可以放在距服务器17米远的地方,而在使用单模光纤时这一距离甚至可达10公里。
由于消除了对内部I/O总线系统的需要,结构设计师将重新考虑如何设计服务器的机箱。分析人员说,他们认为服务器的占地面积可以减少多达60%,从而通过利用更加优化的机器来取代体积庞大的服务器,直接使拥挤的数据中心受益。
由于不再规定服务器的PCI插槽的数量,多数系统将只配置一个InfiniBand 主机通道适配器(Host Channel Adapter,HCA )。 HCA 负责将计算机与一个基于通道的InfiniBand交换机连接起来,而这台交换机将计算机与大规模存储系统、路由器以及其他配置InfiniBand目标通道适配器(Target Channel Adapter,TCA)外设连接在一起。这台交换机通过光纤提供点对点连接。
目前,如果你需要向一台服务器增加更多的存储容量而你又没有空闲的PCI 插槽可用的话,你必须关闭服务器,添加PCI扩展板,连接存储设备, 然后在操作系统上配置这部磁盘阵列,最后再重新启动服务器。而在使用InfiniBand的情况下,你只需将磁盘阵列的TCA连接到InfiniBand交换机上, 通道适配器中的智能性完成其余的事,不会中断服务器的运行。
通道适配器是可以在不中断服务器CPU运行的情况下处理所有I/O功能的智能设备。例如,当InfiniBand的光纤线路初始化时,它会发现光纤线路中的所有的HCA和TCA,并为它们分配逻辑地址。它通过一种轮询算法跟踪所有的设备。在向光纤线路上添加新的通道适配器时,轮询算法使它能够找到这些新适配器。
连接到任何地方
InfiniBand规范中包括一些选项,根据这些选项,通道适配器可以包括1条、4条或12条满足不同性能需求的链接。这三种链接选项分别可以处理500Mbps、2Gbps和6Gbps双向数据传输速率。
InfiniBand使用IPv6(Internet协议第 6 版)中的扩展地址。传输的数据包包括InfiniBand 全球路由首标中的(Global Route Header)源(HCA)和目的(TCA)地址,这些地址使InfiniBand交换机可以立即将数据包直接交换到正确的设备上。
你可将InfiniBand交换机串联起来提供故障转移保护。PCI 总线一直是服务器中的潜在单点故障,而InfiniBand的外部位置和通道架构使你可以建立自动的备份与恢复机制:迄今为止这在总线系统上是不可能实现的。
InfiniBand 将使应用开发人员放开手脚,开发出速度更快的软件,因为开发人员可以使应用程序不必再经过CPU就可直接调用I/O设备。
例如,PCI 总线上的一个简单的打开或关闭文件的请求必须经过微处理器来完成文件操作。而在使用InfiniBand系统的条件下, 应用程序可以直接调用管理文件的存储系统,从而使CPU避免了不必要的中断。
为服务器I/O提速的新规范
InfiniBand贸易协会将发布第一个用于其宽带总线架构的规范。该规范将为实现群集服务器之间更高速的通信铺平道路,帮助消除服务器与网络资源之间存在的I/O瓶颈。
对于客户来说,InfiniBand将意味着在实现网络、存储和群集连接时,不再需要将多个适配器插入到服务器上。相反,与符合InfiniBand规范的交换机的连接将提供一种虚拟的宽带通道,从而使用户避免了安装和维护复杂的I/O配置。其结果是以一种更简单的方式使服务器处理器与外设、存储设备以及其他服务器连接,获得更高的性能。
在产品方面,IBM将宣布一款预定于明年下半年上市、用于为InfiniBand交换机提供动力的芯片。Banderacom公司计划推出一种芯片架构以支持InfiniBand存储设备、服务器和网络产品。
甚至基于先进的PCI-X的服务器也将面临1Gbps的总线速度限制,这是推动人们对InfiniBand需要的原因。InfiniBand技术将支持可以传送500Mbps到6Gbps的链接以及吞吐量高达2.5Gbps的交换光纤背板。
理论上,通过使用支持这项技术的产品,网络上具有地址的设备的数量可达64000部。
Intel公司企业产品部营销经理说,通过将多个InfiniBand网络连接起来,具有地址的设备数量几乎是无限的。
InfiniBand将支持铜质电缆和光缆链路,从而降低高端服务器的入门水平,使之更容易适应网络上基于事务的传输流。
然而,InfiniBand不仅能用于服务器。安装在网络上连接设备的中央InfiniBand I/O交换机也可以用于群集服务器,用于服务器之间高速互联。
IBM公司计划宣布三种InfiniBand技术,包括驱动InfiniBand交换机的专用集成电路芯片、将InfiniBand交换机光纤网络与服务器连接的主机通道适配器,以及用于连接I/O设备(如连接到交换机光纤上的网络或存储设备)的目标通道适配器(Target Channel Adpapter)。
Banderacom公司将宣布Ibandit——一种为InfiniBand通道适配器提供基础的InfiniBand半导体架构。该公司还计划宣布与生产软件以及为Internet设备提供服务的公司的合作,以开发和提供包括支持Banderacom公司的Ibandit架构在内的InfiniBand传输软件。包括一些新兴的公司也正在开发InfiniBand技术。
与此同时,推出的新成立的工作组可以决定第三方产品如何利用InfiniBand一起工作。
对于客户来说,这意味着他们可以将不同厂商的服务器连接在一起以及部署多厂商存储和网络设备。
光明的未来
IDC公司预测,这个市场的总份额将在2004年前达到约20亿美元。这个市场为供应商提供了开发和安装包括服务器、交换机和其他设备在内的InfiniBand技术的机会。
这意味着在2004年发送的大约六百万台服务器中,有四百万台将具有InfiniBand功能。
但是,InfiniBand必须与支持着网络、服务器和存储设备的现有行业标准共存并帮助现有标准。
InfiniBand的成功在很大程度上取决于能否与现有PCI光纤、Ethernet以及光纤通道共存。
InfiniBand还可以提高可靠性。例如,如果服务器的PCI总线出现故障的话,服务器就瘫患了。然而这种情况不会发生在InfiniBand上。由于InfiniBand的实现方式,它可以提供多条连接路径。如果损失一条线路或连接的话,其他连接仍可以被访问,这一点与大型机可以访问多个分区类似。
Intel公司认为,InfiniBand将向用户提供与带来光明的电力网相似的格栅网计算功能。如果一个资源不可使用的话,可以连接另一资源来代替它,补充带宽的需要。
InfiniBand最终将取代的是老式的共享总线技术,这种技术需要关键的服务器和网络部件来分担今天数据中心中很紧缺的资源。
目前,QALOGIC,思科都已经有实际产品投入市场了
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