RDMA時(shí)代到了

  ICCSZ訊 2019年8月, 網(wǎng)絡(luò )界的兩大盛會(huì )，ACM Sigcomm2019和APNet’19在北京相繼召開(kāi)，來(lái)自世界各地的網(wǎng)絡(luò )界精英齊聚北京，共同分享他們在網(wǎng)絡(luò )研究中的成果和面臨的挑戰。兩個(gè)大會(huì )都從如何解決傳統TCP協(xié)議面臨的問(wèn)題入手，提出了各種不同層面的解決方案，從4G/5G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，到邊緣數據中心網(wǎng)絡(luò )，到核心數據中心，再到跨數據中心的網(wǎng)絡(luò )等。

  在數據中心網(wǎng)絡(luò )的報告中，RDMA的大規模應用和網(wǎng)絡(luò )擁塞控制成為了兩個(gè)大會(huì )上的熱門(mén)話(huà)題，多篇論文談到了這個(gè)問(wèn)題和他們的解決方案。其中的兩片論文《HPCC: High Precision Congestion Control》和《Gentle Flow Control: Avoiding Deadlock In Lossless Networks》收到了格外的關(guān)注。

  《HPCC: High Precision Congestion Control》是由哈佛大學(xué)、阿里巴巴公司和劍橋大學(xué)聯(lián)合發(fā)表，該論文介紹了由于RDMA技術(shù)的性能優(yōu)勢，基于RDMA技術(shù)的網(wǎng)絡(luò )已經(jīng)在數據中心中得到大規模部署，但是隨著(zhù)部署規模的越來(lái)越大，傳統的擁塞控制CC(Congestion Control)機制暴露出了其局限性，如收斂速度、穩定性、配置復雜等。為了解決這個(gè)問(wèn)題，本論文中介紹了HPCC(High Precision Congestion Control)技術(shù)，利用交換機網(wǎng)絡(luò )遙測技術(shù)(INT)來(lái)獲得精確的鏈路負載信息，并通知到發(fā)送端，由發(fā)送端根據鏈路負載進(jìn)行流量調整;同時(shí)通過(guò)將Per-ACK的Reaction做成Per-RTT的Reaction，來(lái)確保高性能的傳輸下不會(huì )出現Over-React。從而實(shí)現了高速且高精度的擁塞控制- High Precision Congestion Control。這個(gè)實(shí)現對于RDMA技術(shù)的大規模應用起到了很重要的作用，為廣大的RDMA用戶(hù)提供了新的思路和方向。隨著(zhù)數據中心的規模增大，RDMA技術(shù)成為了保障數據中心性能的重要手段，傳統的TCP網(wǎng)絡(luò )中的很多技術(shù)已經(jīng)不能適應高速RDMA網(wǎng)絡(luò )的需求，新技術(shù)的涌現推動(dòng)力RDMA技術(shù)在大規模數據中心中應用的成熟。

  清華大學(xué)代表在介紹其論文《Gentle Flow Control: Avoiding Deadlock In Lossless Networks》時(shí)強調，無(wú)論是計算還是存儲，分布式系統已經(jīng)成為了提升性能的必經(jīng)之路，很多基于分布式系統的應用都需要無(wú)損網(wǎng)絡(luò )的支持。傳統的無(wú)損網(wǎng)絡(luò )實(shí)現方案(如PFC等)有時(shí)會(huì )帶來(lái)網(wǎng)絡(luò )的死鎖，目前面向解決網(wǎng)絡(luò )死鎖的方案增加了網(wǎng)絡(luò )配置的復雜度，同時(shí)也影響到了網(wǎng)絡(luò )的性能。針對這個(gè)問(wèn)題，清華大學(xué)提出了溫和流量控制(GFC)的方式來(lái)控制端口速率，使所有端口都能保持數據包的流動(dòng)，即使存在循環(huán)緩存區的依賴(lài)關(guān)系，也可以避免網(wǎng)絡(luò )的死鎖。清華大學(xué)還用實(shí)驗和仿真驗證了GFC的實(shí)現和對網(wǎng)絡(luò )帶寬的影響(小于0.5%)。這篇文章提供了另一種實(shí)現大規模RDMA應用的思路，值得數據中心用戶(hù)去借鑒。

  Mellanox公司作為RDMA技術(shù)和設備的主要提供商，RDMA技術(shù)正在成為以數據為中心的計算模型的關(guān)鍵，如何快速、安全的傳輸和處理數據，直接關(guān)系到數據中心性能的好壞。在Sigcomm和APNet這兩個(gè)大會(huì )中，關(guān)于對RDMA、無(wú)損網(wǎng)絡(luò )、擁塞控制等的探索和研究，為RDMA技術(shù)的大規模應用起到了積極的推動(dòng)作用，證明了RDMA大規模應用的可行性。Mellanox的網(wǎng)絡(luò )計算(In-Network Computing)技術(shù)，除了RDMA以外，更是添加了SHARP(Scalable Hierarchical Aggregation and Reduction Protocol, 在交換機中做通信計算) 技術(shù), SHIELD(Self Healing Technology，網(wǎng)絡(luò )自愈) 技術(shù), AR(Adaptive Routing，動(dòng)態(tài)路由) 等新的技術(shù)來(lái)面對傳統以CPU為核心的數據中心面臨的通信和計算的瓶頸問(wèn)題，通過(guò)新的網(wǎng)絡(luò )計算技術(shù)，將網(wǎng)絡(luò )變成了IPU(I/O Process Unit)，將計算工作分散到了數據中心的各個(gè)單元，計算將會(huì )發(fā)生在最合適的地方，而不是必須要發(fā)送到CPU再做計算，實(shí)現了真正的以數據為中心。 In-CPU Computing，In-Network Computing和In-Storage Computing的有效整合，將會(huì )是構建未來(lái)高性能數據中心的關(guān)鍵。網(wǎng)絡(luò )作為CPU到CPU, CPU到存儲以及存儲到存儲之間通信的必經(jīng)之路，已經(jīng)成為了數據中心性能的最大挑戰。新的挑戰需要新的技術(shù)來(lái)解決，增加蠟燭的數量不能發(fā)明電力;增加CPU的數量、網(wǎng)絡(luò )的帶寬和降低網(wǎng)絡(luò )的延遲不再能解決目前數據中心的挑戰，我們需要新的創(chuàng )意、新的技術(shù)來(lái)構建下一代的數據中心。

  Mellanox 公司的英文全稱(chēng)是 Mellanox Technologies(中文名：邁絡(luò )思)，是一家在全球范圍內為服務(wù)器和存儲提供端到端InfiniBand和以太網(wǎng)智能互連解決方案及服務(wù)的領(lǐng)軍企業(yè)。Mellanox互連解決方案憑借其低延遲、高帶寬、網(wǎng)絡(luò )計算等優(yōu)勢， 可在應用之間快速地傳遞數據，提升系統性能和提高數據安全性，極大地提升了數據中心效率。Mellanox的端到端高速互連產(chǎn)品包括： 網(wǎng)卡、交換機、線(xiàn)纜、光模塊、軟件和芯片等，用以加速應用的性能、優(yōu)化業(yè)務(wù)的投資回報率，覆蓋云服務(wù)、超大規模數據中心、高性能計算、人工智能、企業(yè)級數據中心、網(wǎng)絡(luò )安全、存儲以及金融服務(wù)等各個(gè)行業(yè)。更多信息請關(guān)注：www.mellanox.com。