Ces dernières années, l'application technologique des cartes réseau RDMA a provoqué un tourbillon sur le marché mondial des communications Ethernet. En particulier, certains géants de l'internet comme Ali, Tencent, Inspur, Supermicro, Lenovo et d'autres géants de l'internet ont déployé un grand nombre de cartes réseau RDMA.RDMA sur leurs serveurs. En 2019, selon les rapports de données officiels, le chiffre d'affaires quotidien de Tmall sur Double 11 a atteint 268,4 milliards de yuans, le pic d'innovation des commandes a atteint 544 000 transactions par seconde, et le volume de traitement des données en une seule journée a atteint 970PB. Cette valeur choquante est apparue une fois de plus. L'application de la carte réseau RDMA a propulsé le sujet au premier plan.

Toutefois, de nombreux utilisateurs ont déclaré que ces données étaient très impressionnantes, mais que la façon dont la carte réseau RDMA était utilisée dans l'environnement réel les laissait perplexes. En fait, l'application réelle des cartes réseau RDMA n'est pas aussi mystérieuse qu'on le pense. L'émergence des cartes réseau RDMA vise en fait à résoudre les retards de traitement des données côté serveur. En d'autres termes, la mission de la carte réseau RDMA est de réduire la charge du processeur. La carte réseau RDMA permet également d'améliorer le débit du réseau et de réduire le délai d'attente.

1 À propos de RDMA

RDMA (Remote Direct Memory Access), qui signifie accès direct à la mémoire à distance, est un protocole de communication réseau qui a d'abord été appliqué dans le domaine de l'informatique à haute performance et qui est progressivement devenu populaire dans les centres de données. RDMA permet aux programmes utilisateurs de contourner le noyau du système d'exploitation (CPU) et d'interagir directement avec la carte réseau pour la communication réseau, fournissant ainsi une large bande passante et une latence extrêmement faible. Le principe de fonctionnement de la carte réseau RDMA est donc le suivant : par rapport à la carte réseau TCP/CP traditionnelle, la carte réseau RDMA omet la participation du noyau (CPU), et toutes les données sont transférées directement de l'application à la carte réseau.

2 Trois protocoles réseau de RDMA

Actuellement, le RDMA se compose généralement de trois élémentsles protocoles de réseau: Infiniband, RoCE et iWARP

1. Infiniband est un protocole réseau spécialement conçu pour RDMA, qui peut garantir la fiabilité de la transmission des données au niveau matériel. Bien que les spécifications techniques et les spécifications standard d'InfiniBand aient été officiellement publiées en 2000, l'architecture InfiniBand (IBA) n'a été largement utilisée sur les superordinateurs en grappe qu'à partir de 2005. La principale raison de la lenteur du développement est qu'Infiniband nécessite son propre matériel dédié de L2 à L4. Le coût de l'entreprise est très élevé. Aujourd'hui, le principal fabricant de réseaux InfiniBand est Mellanox.

2. RoCE est un protocole réseau qui permet d'implémenter RDMA sur Ethernet. Il peut être divisé en RoCE v1 et RoCE v2. Il peut être divisé en RoCE v1 et RoCE v2. De nombreux net-citoyens pensent que l'architecture de RoCE elle-même est greffée sur InfiniBand, car l'en-tête de réseau inférieur de RoCE est l'en-tête Ethernet, et l'en-tête de réseau supérieur est l'en-tête InfiniBand. Il s'agit d'un réseau InfiniBand à faible coût lancé par Mellanox (supportant RoCE v1) pour répondre à la demande du marché.

Les réseaux RoCE ont besoin d'Ethernet sans perte pour obtenir un fonctionnement à faible latence, ce qui signifie que les commutateurs Ethernet intégrés dans le réseau doivent prendre en charge les mécanismes de pontage de centre de données (DCB) et de contrôle de flux prioritaire (PFC) afin de maintenir un trafic sans perte. Cependant, la difficulté de l'Ethernet sans perte est que la configuration dans un environnement d'entreprise moderne est un processus compliqué, et que l'évolutivité sera fortement limitée, mais ce n'est pas un problème pour les entreprises disposant de ressources financières importantes. Deuxièmement, RoCE peut utiliser directement la carte réseau pour les serveurs en rack ou les hôtes.

3. iWARP est un protocole de réseau qui permet d'exécuter RDMA sur TCP. Son avantage est qu'il peut fonctionner dans le réseau TCP/IP standard d'aujourd'hui. RDMA ne peut être utilisé qu'en achetant une carte réseau qui prend en charge iWARP. Pour ceux qui disposent d'un budget un peu moins élevé Il est particulièrement adapté aux entreprises. Mais son inconvénient est qu'il est légèrement moins performant que RoCE. Après tout, on en a pour son argent. Ce principe est appliqué depuis l'Antiquité.

3. Comment choisir la marque de la carte réseau RDMA ?

Comme le dit le proverbe, il faut faire son marché, et il en va de même pour le choix des marques de cartes réseau RDMA. Sur le marché mondial, il existe aujourd'hui trois grandes marques de fabricants de cartes réseau RDMA, à savoir Marvell, intel et Mellanox. Parmi elles, Marvell est la marque rachetée par Qlogic, et Mellanox est rachetée par NVIDIA.

Comment choisir les fabricants de marques de cartes réseau RDMA ? Tout d'abord, nous savons que le réseau Infiniband de Mellanox est le meilleur représentant des performances des cartes réseau RDMA. Il permet de garantir la fiabilité de la transmission matérielle, mais nécessite que l'ensemble de l'environnement écologique soit équipé d'un matériel dédié. Bien que des cartes réseau RDMA prenant en charge Ethernet soient désormais disponibles, cette carte réseau RDMA ne prend en charge que RoCE v1, ce qui nécessite que le mécanisme de contrôle de flux prioritaire (PFC) soit respecté sur le commutateur, ce qui est coûteux. À cet égard, la plupart des entreprises de centres de données ont été exclues.

Il ne reste plus que RoCE v2 et iWARP. Intel est une société américaine qui s'occupe principalement du traitement des processeurs. Les performances RDMA (protocoles RoCE v2 et iWARP) sont déjà prises en charge par les contrôleurs Ethernet de la série 800. RoCE v2 est une version améliorée de RoCE v1, dont la principale amélioration est la prise en charge du routage IP. La principale caractéristique du protocole iWARP est qu'il peut fonctionner sur n'importe quel réseau IP et qu'il ne limite plus la compatibilité du matériel connexe. De ce point de vue, Intel et Mellanox, Intel La carte réseau RDMA est plus écologique et plus rentable.

Marvell, comme nous l'avons déjà dit, est la marque Qlogic acquise. La marque Qlogic a le droit absolu de s'exprimer sur le marché du Fibre Channel. De nombreuses entreprises clientes dans le monde entier ont adopté les solutions de Qlogic. En ce qui concerne RDMA, Qlogic et Intel s'engagent de la même manière en faveur de RoCE et d'Intel. Il n'y a pas de préjugé dans l'iWARP. Les clients peuvent utiliser les protocoles RoCE et iWARP sur le même adaptateur, mais Marvell a annoncé que le contrôleur de réseau Ethernet serait abandonné l'année prochaine. C'est une nouvelle très regrettable.

4. Les entreprises chinoises recherchent et développent de manière indépendante des fabricants de cartes réseau RDMA

Outre les trois géants susmentionnés, il existe encore de nombreux autres géants.Carte réseau RDMA des fabricants chinois dotés de solides capacités de recherche et de développement indépendantes, tels que Shenzhen Lianrui Electronics Co., Ltd. En 2019, Shenzhen Lianrui Electronics Co., Ltd. (ci-après dénommée : LR-LINK Lianrui) a conclu un partenariat stratégique avec Marvell. En s'appuyant sur la force de Qlogic dans le domaine du Fibre Channel, elle a créé une carte réseau RDMA exclusivement pour le domaine des serveurs. Les principaux produits sont des cartes réseau 10 gigabits à deux ou quatre ports (modèles :LRES1004PF-2SFP+, LRES1005PF-4SFP+), cartes réseau pour serveurs 25G, cartes réseau 10 Gigabit et 25GCartes réseau OCP 3.0etc. Comme les contrôleurs de réseau Ethernet Marvell seront abandonnés l'année prochaine, la carte réseau Marvell existante de LR-LINK Lianrui (fonction RDMA) est davantage destinée à être commandée par les clients réguliers.

En outre, après juin 2020, LR-LINK Lianrui a commencé à développer indépendamment un adaptateur de carte Ethernet basé sur la série Intel 800. Les produits qui ont été normalement vendus sont les cartes de réseau de serveur à double port optique 100G, les cartes de réseau de serveur à port optique unique 100G, la carte de réseau de serveur à double port optique 25G ; actuellement sur le marché à la fin de la recherche sont la carte de réseau de serveur à quatre ports optiques 25G, la carte de réseau OCP3.0 à double port optique 25G et la carte de réseau OCP 3.0 à double port 100G, etc., tous ont une faible latence et un débit de réseau élevé en termes de performance.

À l'avenir, avec l'augmentation rapide de la demande de traitement des données dans les centres de données des entreprises, LR-LINK continuera à tirer parti de ses avantages industriels, à innover et à développer davantage de cartes réseau à haute performance, à haut débit, à faible latence et autres caractéristiques, et s'efforcera toujours de fournir aux clients du monde entier des solutions de cartes réseau professionnelles d'excellente performance.