詞語解釋
Infiniband是一種高性能的通信技術，它可以支持多種應用，包括超級計算機、存儲系統(tǒng)、網絡系統(tǒng)和虛擬化環(huán)境。它是一種高性能的通信技術，可以提供比傳統(tǒng)技術更高的帶寬和低延遲。 Infiniband的應用主要包括超級計算機、存儲系統(tǒng)、網絡系統(tǒng)和虛擬化環(huán)境。在超級計算機中，Infiniband可以提供高性能的連接，以實現(xiàn)多節(jié)點的計算機系統(tǒng)。在存儲系統(tǒng)中，Infiniband可以提供高帶寬的連接，以實現(xiàn)高性能的存儲系統(tǒng)。在網絡系統(tǒng)中，Infiniband可以提供高帶寬的連接，以實現(xiàn)高性能的網絡系統(tǒng)。在虛擬化環(huán)境中，Infiniband可以提供低延遲的連接，以實現(xiàn)高性能的虛擬化環(huán)境。 Infiniband的另一個應用是用于數(shù)據(jù)中心的網絡架構。它可以提供高帶寬的連接，以支持大量的計算和存儲資源，從而改善數(shù)據(jù)中心的性能。此外，Infiniband可以支持多種應用，包括虛擬機、云計算和大數(shù)據(jù)分析，從而提高數(shù)據(jù)中心的可擴展性。 總之，Infiniband是一種高性能的通信技術，可以提供比傳統(tǒng)技術更高的帶寬和低延遲，可以支持多種應用，包括超級計算機、存儲系統(tǒng)、網絡系統(tǒng)和虛擬化環(huán)境，可以支持大量的計算和存儲資源，從而改善數(shù)據(jù)中心的性能，提高數(shù)據(jù)中心的可擴展性。 InfiniBand架構是一種支持多并發(fā)鏈接的“轉換線纜”技術，在這種技術中，每種鏈接都可以達到2.5 Gbps的運行速度。這種架構在一個鏈接的時候速度是500 MB/秒，四個鏈接的時候速度是2 GB/秒，12個鏈接的時候速度可以達到6 GB /秒。InfiniBand技術不是用于一般網絡連接的，它的主要設計目的是針對服務器端的連接問題的。因此，InfiniBand技術將會被應用于服務器與服務器（比如復制，分布式工作等），服務器和存儲設備（比如SAN和直接存儲附件）以及服務器和網絡之間（比如LAN， WANs和the Internet）的通信。 我們?yōu)槭裁葱枰狪nfiniBand？ 采用Intel架構的處理器的輸入/輸出性能會受到PCI或者PCI-X總線的限制�？偩�的吞吐能力是由總線時鐘決定的（比如33.3MHz，66.6MHz 以及133.3MHz）和總線的寬度（比如32位或者64位）。在最通常的配置中，PCI總線速度被限制在500 MB /秒，而PCI-X總線速度被限制在1 GB/秒。這種速度上的限制制約了服務器和存儲設備、網絡節(jié)點以及其他服務器通訊的能力。在InfiniBand的技術構想中，InfiniBand直接集成到系統(tǒng)板內，并且直接和CPU以及內存子系統(tǒng)互動。但是，在短期內，InfiniBand支持將由PCI和PCI-X適配器完成；這樣，InfiniBand在最初將會受到總線的制約。在2002年年底，InfiniBand技術將會完全被整合在Intel服務器供應商以及Sun生產的服務器中（80%的可能性） 誰在倡導InfiniBand？ InfiniBand是由InfiniBand行業(yè)協(xié)會所倡導的。協(xié)會的主要成員是：康柏，戴爾，惠普，IBM，Intel，微軟和Sun。從歷史的角度看，InfiniBand代表了兩種計算潮流的融合：下一代I/O（NGIO）和未來的I-O（FIO）。大部分NGIO和FIO潮流的成員都加入了InfiniBand陣營。 InfiniBand是純硬件的嗎？ 不。InfiniBand的成功還需要軟件--包括很多不同的層。這種技術架構和架構上的代理（服務器，存儲設備，通訊設備，switche以及其他的一些設備）都需要軟件管理。應用軟件也必須適應這種架構。操作系統(tǒng)也必須進行調整以和芯片組進行最優(yōu)化的通信。我們認為InfiniBand的相關軟件的發(fā)展將會成為InfiniBand產品應用的一個瓶頸。但是，到2005年，80%大、中型企業(yè)都會有在數(shù)據(jù)中心環(huán)境下的正式的InfiniBand產品。 Windows 2000支持InfiniBand嗎？ 既支持也不支持。在InfiniBand的試制，測試階段，對InfiniBand的支持是由設備供應商的驅動來提供的，而不是直接由操作系統(tǒng)來支持。而且，微軟沒有時間把對InfiniBand的支持加入到它的Windows 2000中。不過微軟有可能在2002年第二季度把這種支持添加進來。（60%的可能性） InfiniBand會取代線纜通道嗎？ 現(xiàn)在還沒有計劃。就象InfiniBand技術完全被整合到服務器的軟件和硬件中需要時間一樣，它被完全整合到存儲設備和SAN中也需要時間。2003年，90%的InfiniBand服務器會采用InfiniBand-線纜通道、InfiniBand-千兆以太網或者InfiniBand- SCSI橋的方式連接網絡上的外接存儲。（90%的可能性）。 InfiniBand會取代千兆（或者更快的）以太網嗎？ 對這個問題的回答是：不會。以太網是應用于高層網絡通信（比如TCP/IP）的技術，而InfiniBand是用于低層輸入/輸出通信的技術。即使以太網達到甚至超過了InfiniBand的速度，高層網絡通信的特點使得它也不能夠成為適合服務器端輸入/輸出的解決方案。 總結：InfiniBand架構肩負著改善服務器端輸入/輸出性能的使命。但是，InfiniBand不僅僅是芯片和硬件。為了發(fā)揮應有的作用，硬件和軟件必須充分在操作系統(tǒng)，管理層以及應用層整合起來。按照技術激進程度劃分，“A類型”的企業(yè)將會在2002年第二季度考慮小批量生產InfiniBand產品，而沒有那么激進的企業(yè)可能會等到2003年第一季度或者更遲 如果你還沒有關注InfiniBand，那要準備好應付鋪天蓋地的相關信息，甚至是產品。經過多年的醞釀，和使其成為規(guī)范的努力，以及實驗室的開發(fā)。InfiniBand即將橫空出世。不管你最終采用InfiniBand，或是放棄，亦或是等等看看，你都要了解這種用于數(shù)據(jù)中心的新型互聯(lián)技術。 InfiniBand產品正逐步進入市場，預計在2003年將有大批產品上市。由康柏、戴爾、惠普、IBM、英特爾、微軟和SUN公司于1999年創(chuàng)建的InfiniBand行業(yè)協(xié)會(IBTA)，現(xiàn)在有180多加公司參加。這些業(yè)界巨人也組成了籌劃指導委員會。自從2000年1月以來，共吸收了3億美元的風險資金，很明顯，InfiniBand是業(yè)界推出的重大項目。 存儲網絡界的許多大公司認為，InfiniBand將會作為PCI總線的替代品，首先出現(xiàn)在服務器內部。這樣就很容易解釋為什麼他們對InfiniBand互聯(lián)不熱心。但是，沒有什麼事情是必然的。隨著啟動的一系列工作，InfiniBand將會很容易地進入存儲網絡。如果InfiniBand確實作為PCI的替代品用于數(shù)據(jù)中心，則會出現(xiàn)這樣的情況，或者InfiniBand證明自己同樣適用網絡傳輸，或者需要進一步的開發(fā)。 這就是要關注該技術的原因�；蛟S需要投入時間、資金，并重新規(guī)劃，但是，這會潛在地改進公司的互聯(lián)體系結構。 InfiniBand如何工作 InfiniBand是一個統(tǒng)一的互聯(lián)結構，既可以處理存儲I/O、網絡I/O，也能夠處理進程間通信(IPC)。它可以將磁盤陣列、SANs、LANs、服務器和集群服務器進行互聯(lián)，也可以連接外部網絡（比如WAN、VPN、互聯(lián)網）。設計InfiniBand的目的主要是用于企業(yè)數(shù)據(jù)中心，大型的或小型的。目標主要是實現(xiàn)高的可靠性、可用性、可擴展性和高的性能。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(lián)網絡中支持冗余的I/O通道，因此能保持數(shù)據(jù)中心在局部故障時仍能運轉。 如果深入理解，你會發(fā)現(xiàn)InfiniBand與現(xiàn)存的I/O技術在許多重要的方面都不相同。不像PCI、PCI-X、 IDE/ATA 和 SCSI那樣共享總線，因此沒有相關的電子限制、仲裁沖突和內存一致性問題。相反，InfiniBand在交換式互聯(lián)網絡上，采用點到點的、基于通道的消息轉發(fā)模型，同時，網絡能夠為兩個不同的節(jié)點提供多種可能的通道。 這些方面，InfiniBand更像以太網，而以太網構成LANs、WANs和互聯(lián)網的基礎。InfiniBand和以太網都是拓撲獨立――其拓撲結構依賴于交換機和路由器在源和目的之間轉發(fā)數(shù)據(jù)分組，而不是靠具體的總線和環(huán)結構。像以太網一樣，InfiniBand能夠在網絡部件故障時重新路由分組，分組大小也類似。InfiniBand的分組大小從256b到4KB，單個消息（攜帶I/O處理的一系列數(shù)據(jù)分組）可以達到2GB。 以太網跨越全球，InfiniBand則不同，其主要用于只有幾間機房的數(shù)據(jù)中心，分布于校園內或者位于城市局部。最大距離很大程度上取決于纜線類型（銅線或光纖）、連接的質量、數(shù)據(jù)速率和收發(fā)器。如果是光纖、單模的收發(fā)器和基本數(shù)據(jù)速率的情況下，InfiniBand的最大距離大約是10公里。 如同以太網一樣使用交換機和路由器， InfiniBand在理論上能夠跨越更遠的距離，盡管如此，在實際應用中距離要受到更多的限制。為了確保數(shù)據(jù)分組的可靠傳輸，InfiniBand具備諸如反應超時、流控等特點，以防止阻塞造成的分組丟失。延長InfiniBand的距離將降低這些特征的有效性，因為延遲超過了合理的范圍。 為了超越數(shù)據(jù)中心的范圍，其它I/O技術必須解決長距離的問題。InfiniBand廠商通過能夠連接到以太網和光纖通道網絡的設備來解決這個問題（光纖通道的最大距離大約為10公里，因此橋接設備使得InfiniBand能夠與現(xiàn)存的用光纖通道連接的校園網絡和城域網絡的分布式數(shù)據(jù)中心相兼容）。 更高的速度 InfiniBand的基本帶寬是2.5Gb/s，這是InfiniBand 1.x。InfiniBand是全雙工的，因此在兩個方向上的理論最大帶寬都是2.5Gb/s，總計5Gb/s。與此相反，PCI是半雙工，因此32位、33MHz的PCI總線單個方向上能達到的理論最大帶寬是1Gb/s，64位、133MHz的PCI-X總線能達到8.5Gb/s，仍然是半雙工。當然，任何一種總線的實際吞吐量從來沒有達到理論最大值。 如果要獲取比InfiniBand 1.x更多的帶寬，只要增加更多纜線就行。InfiniBand 1.0規(guī)范于2000年10月完成，支持一個通道內多個連接的網絡，數(shù)據(jù)速率可提高4倍(10Gb/s)和12倍(30Gb/s)，也是雙向的。 InfiniBand是在串行鏈路上實現(xiàn)超高速率的，因此電纜和連接器相對并行I/O接口PCI、IDE/ATA、SCSI和IEEE-1284來說，接口小也便宜。并行鏈路有一個固有的優(yōu)勢，因為它的多個纜線相當于高速公路上的多個車道，但現(xiàn)代的I/O收發(fā)器芯片使串行鏈路達到更高的數(shù)據(jù)速率，并且價格便宜。這就是為什麼最新的技術――InfiniBand、IEEE-1394、串行ATA、串行連接SCSI、USB采用串行I/O而不是并行I/O。 InfiniBand的擴展性非常高，在一個子網內可支持上萬個節(jié)點，而每個網絡中可有幾千個子網，每個安裝的系統(tǒng)中可以有多個網絡結構。InfiniBand交換機通過子網路由分組，InfiniBand路由器將多個子網連接在一起。相對以太網，InfiniBand可以更加分散地進行管理，每個子網內有一個管理器，其在路由分組、映射網絡拓撲、在網絡內提供多個鏈路、監(jiān)視性能方面起決定性的作用。子網管理器也能保證在特別通道內的帶寬，并為不同優(yōu)先權的數(shù)據(jù)流提供不同級別的服務。子網并不一定是一個單獨的設備，它可以是內置于交換機的智能部件。 虛擬高速公路 為了保證帶寬和不同級別的服務，子網管理器使用虛擬通道，其類似于高速公路的多個車道。通道是虛擬的，而不是實際存在的，因為它不是由實際的纜線組成的。通過使用字節(jié)位元組，并根據(jù)不同的優(yōu)先權，同一對纜線可攜帶不同分組的片斷。 開發(fā)中的標準： 產品 物理I/O 主要應用 最大帶寬 最大距離 InfiniBand 1x 串行存儲 IPC 網絡 2.5Gb/s 10公里 InfiniBand 4x 串行－多鏈路 存儲、IPC、網絡 10Gb/s 10公里 InfiniBand 12x 串行－多鏈路 存儲、IPC、網絡 30Gb/s 10公里 光纖通道 串行存儲 IPC 網絡 2Gb/s 10公里 Ultra2 SCSI 16位并行 存儲 0.6Gb/s 12米 Ultra3 SCSI1 6位并行 存儲 1.2Gb/s 12米 IDE/Ultra ATA 100 32位并行 存儲 0.8Gb/s 1米 IEEE-1394a (FireWire) 串行 存儲 0.4Gb/s 4.5米 串行 ATA 1.0 串行 存儲 1.5Gb/s 1米 串行連接SCSI 串行 存儲 未定義 未定義 PCI 2.2 (33/66MHz) 32/64位并行 底板 1 / 2 Gb/s 主板 PCI-X 1.0 (133MHz) 64位并行 底板 8.5Gb/s 主板 PCI-X 2.0 (DDR-QDR) 64位并行 底板 34 Gb/s 主板 InfiniBand 1.0定義了16個虛擬通道，0到15通道。通道15預留給管理使用，其它通道用于數(shù)據(jù)傳輸。一個通道專用于管理可以防止流量擁塞時妨礙網絡的正常管理。比如，網絡隨時準備改變其拓撲結構。InfiniBand設備是熱插拔的，從網絡中拔出設備時要求網絡迅速重新配置拓撲映射。子網管理器使用通道15來查詢交換機、路由器和終端節(jié)點其有關配置的改變。 除了數(shù)據(jù)虛擬通道外預留虛擬管理通道，這就是帶內管理。InfiniBand也提供帶外管理的選項。在InfiniBand的底板配置中，管理信號使用獨立于數(shù)據(jù)通道的特殊通道。底板配置更多用于服務器內和存儲子系統(tǒng)，同樣地，PCI和PCI-X的底板也位于此。 除了虛擬通道上直接傳輸，子網管理器也可以對兩個節(jié)點之間的點對點的通道調整并匹配數(shù)據(jù)速率。比如，如果一個服務器有一個到網絡的4倍的接口，而發(fā)送數(shù)據(jù)的目標存儲子系統(tǒng)只有1倍的接口，交換機能夠自動建立兼容的1倍通道，而不丟失分組和阻止更高速率的數(shù)據(jù)傳輸。 實現(xiàn)InfiniBand InfiniBand不是必須要取代現(xiàn)存的I/O技術。但會造成相關的爭論，因為其它的I/O標準也有很多的支持者，而且許多公司已經對這種傳統(tǒng)的技術進行大量的投資。在計算機業(yè)界，每一種新技術的出現(xiàn)都傾向于將其它的技術規(guī)類于傳統(tǒng)的范疇。至少在理論上，InfiniBand能與PCI、PCI-X、 SCSI、 光纖通道、IDE/ATA、串行 ATA、 IEEE-1394以及其它在數(shù)據(jù)中心存在I/O標準共存。相反，3GIO和HyperTransport是板級的互聯(lián)，而快速I/O和致密PCI主要用于內嵌式系統(tǒng)。 為了與其它的I/O技術協(xié)同工作，InfiniBand需要能匹配物理接口和轉換通信協(xié)議的橋接適配器。舉例來說，Adaptec正在測試能將InfiniBand連接到串行ATA和串行SCSI的磁盤接口。然而，不要假定你需要的橋接設備已經存在，并且經過實際工作的驗證、價格可行。 另一個要考慮的是性能問題。連接兩種不同的I/O標準通常要增加數(shù)據(jù)通道的延遲。在最壞的情況下，將InfiniBand網絡引入到一個已經安裝多個不同技術組成的網絡中，如果組織管理差，會降低其整體性能。InfiniBand的支持者聲稱理想的解決方案是完整的InfiniBand體系結構。任何部件都可以直接連接到InfiniBand網絡，可以使用優(yōu)化的文件協(xié)議，最好是使用直接訪問文件系統(tǒng)(DAFS)。 DAFS獨立于傳輸，是基于NFS的共享式文件訪問協(xié)議。它是優(yōu)化過的，用于1到100臺機器的集群服務器環(huán)境中的I/O密集、CPU受限、面向文件的任務。典型的應用包括數(shù)據(jù)庫、web服務、e-mail和地理信息系統(tǒng)(GIS)，當然也包括存儲應用。 IT管理員感興趣的其它的與InfiniBand相關協(xié)議是：SCSI遠程直接內存訪問(RDMA)協(xié)議、共享資源協(xié)議(SRP)、IP over InfiniBand (IPoIB)、直接套節(jié)字協(xié)議(SDP)、遠程網絡驅動接口規(guī)范(RNDIS)。 SRP的開發(fā)在一些公司進展順利，比如，已經開發(fā)出早期版本并運行在Windows 2000上協(xié)議的Adaptec。OEM的廠商和合作伙伴正在測試beta系統(tǒng)。Adaptec認為SRP對于高性能的SANs會相當出眾，但必須解決多廠商產品間的兼容。最終版本的SRP可能取決于操作系統(tǒng)的驅動程序和服務器的支持，預計在本年下半年或2003年上半年完成。 IpoIB，將IP協(xié)議映射到InfiniBand，正在被IETF的一個工作組定義。IpoIB包括IPv4/IPv6的地址解析、IPv4/IPv6的數(shù)據(jù)報的封裝、網絡初始化、組播、廣播和管理信息庫。預計在本年下半年或2003年上半年完成。 SDP試圖解決其它協(xié)議的幾個缺陷，特別是相對高的CPU和內存帶寬的利用率。SDP基于微軟的Winsock Direct協(xié)議，類似于TCP/IP，但優(yōu)化后用于InfiniBand，以降低負荷。一個工作組在2000年下半年開始定義SDP，今年2月完成了1.0規(guī)范。 RNDIS是微軟開發(fā)的協(xié)議，用于基于通道的即插即用總線的網絡I/O，比如USB和IEEE-1394。InfiniBand RNDIS 1.0規(guī)范即將完成。 不要期望一夜成功 盡管所有的廠商都大肆宣傳，市場分析人員也預計有良好前景，但不要期望InfiniBand在一夜之間獲得成功，或者失敗。一方面，InfiniBand要求繼續(xù)投資于一個未經完全驗證的技術，特別是當今經濟正從衰退中恢復。盡管可能生產出更多的InfiniBand產品，而不使現(xiàn)存的設備過時，但獲得最大收益要求更廣泛地支持InfiniBand技術，因為InfiniBand技術利用大型交換式網絡和本地接口和協(xié)議。 一些IT管理員可能會反對這種同時用于存儲、進程間通信和網絡傳輸?shù)木W絡結構，盡管這是InfiniBand的目的。將不同形式的通信運行在不同的總線和網絡上可以提供一定的冗余，而InfiniBand也可以通過多個點到點的交換式網絡同樣提供冗余。但他們認為互相分離的網絡能夠防止存儲I/O同服務器和網絡通信競爭帶寬。 而另一方面的論點是，InfiniBand統(tǒng)一的網絡結構可以簡化IT管理員的工作。一方面，你不必保留不同形式的備份。連接服務器的同一種電纜也可以同存儲系統(tǒng)協(xié)同工作，磁盤子系統(tǒng)可以在不同的子系統(tǒng)之間互換。帶寬的爭奪不大可能成為一個問題，因為InfiniBand可以擴展的網絡結構能提供足夠的帶寬，并且很容易增加。而其它的I/O技術，一旦定義了總線寬度和時鐘頻率，其理論最大帶寬是固定的，你不能僅僅通過插入纜線來增加更多的帶寬容量，但InfiniBand可以做到這一點。 同樣，統(tǒng)一的、可以重新配置的網絡結構能夠很容易地在存儲、網絡通信和IPC之間再分配帶寬，而不必關掉關鍵系統(tǒng)來更換硬件。 應該說，InfiniBand的技術基礎是穩(wěn)固的。當然，除了技術的原因，新的技術有時會因為這樣那樣的原因而出現(xiàn)故障。另外，不成熟的市場和高于期望的費用使許多好的點子成為過眼煙云。 Infiniband的現(xiàn)狀和未來 2006年１１月１３日在美國佛羅里達Tampa召開的一年兩次的巨型計算機博覽會（ＳＣ０６）上公布的世界前５００名巨型機的排名中用于服務器互聯(lián)的公開標準協(xié)議Infiniband的占有率首次超過了私有協(xié)議Myrinet，而在所有使用了Infiniband的巨型機中Voltaire又以絕對優(yōu)勢占了2/3。另外到今年六月為止的世界前５００名巨型計算機排名中占有率一直持續(xù)上漲的千兆以太網也首次下跌１８％。至此經過３年多的較量，在高性能計算（HPC）領域服務器互聯(lián)網絡的首選協(xié)議已經明確為Infiniband。在此想就Infiniband的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢向各位讀者做一下介紹。 Infiniband的特點： Infiniband協(xié)議的主要特點是高帶寬（現(xiàn)有產品的帶寬4xDDR 20Gbps,12x DDR 60Gbps, 4xSDR 10Gbps, 12xSDR 30Gbps、預計兩年后問世的QDR技術將會達到4xQDR 40Gbps,12x QDR 120Gbps）、低時延（交換機延時140ns、應用程序延時3μs、一年后的新的網卡技術將使應用程序延時降低到1μs水平）、系統(tǒng)擴展性好（可輕松實現(xiàn)完全無擁塞的數(shù)萬端設備的Infiniband網絡）。另外Infiniband標準支持RDMA(Remote Direct Memory Access)，使得在使用Infiniband構筑服務器、存儲器網絡時比萬兆以太網以及Fibre Channel具有更高的性能、效率和靈活性。 Infiniband與RDMA: Infiniband發(fā)展的初衷是把服務器中的總線給網絡化。所以Infiniband除了具有很強的網絡性能以外還直接繼承了總線的高帶寬和低時延。大家熟知的在總線技術中采用的DMA(Direct Memory Access)技術在Infiniband中以RDMA(Remote Direct Memory Access)的形式得到了繼承。這也使Infiniband在與CPU、內存及存儲設備的交流方面天然地優(yōu)于萬兆以太網以及Fibre Channel�？梢韵胂笤谟肐nfiniband構筑的服務器和存儲器網絡中任意一個服務器上的CPU可以輕松地通過RDMA去高速搬動其他服務器中的內存或存儲器中的數(shù)據(jù)塊，而這是Fibre Channel和萬兆以太網所不可能做到的。 Infiniband與其他協(xié)議的關系： 作為總線的網絡化，Infiniband有責任將其他進入服務器的協(xié)議在Infiniband的層面上整合并送入服務器�；谶@個目的,今天Volatire已經開發(fā)了IP到Infiniband的路由器以及Fibre Channel到Infiniband的路由器。這樣一來客觀上就使得目前幾乎所有的網絡協(xié)議都可以通過Infiniband網絡整合到服務器中去。這包括Fibre Channel, IP/GbE, NAS, iSCSI等等。另外2007年下半年Voltaire將推出萬兆以太網到Infiniband的路由器。這里有一個插曲：萬兆以太網在其開發(fā)過程中考慮過多種線纜形式。最后發(fā)現(xiàn)只有Infiniband的線纜和光纖可以滿足其要求。最后萬兆以太網開發(fā)陣營直接采用了Infiniband線纜作為其物理連接層。 Infiniband在存儲中的地位： 今天的Infiniband可以簡單地整合Fibre Channel SAN、NAS以及iSCSI進入服務器。事實上除了作為網絡化總線把其他存儲協(xié)議整合進服務器之外，Infiniband可以發(fā)揮更大的作用。存儲是內存的延伸，具有RDMA功能的Infiniband應該成為存儲的主流協(xié)議。比較一下Infiniband和Fibre Channel我們可以看到Infiniband的性能是Fibre Channel的5倍，Infiniband交換機的延遲是Fibre Channel交換機的1/10。另外在構筑連接所有服務器和存儲器的高速網絡時使用Infiniband Fabric可以省去Fiber Channel Fabric,從而給客戶帶來巨大的成本節(jié)省。 今天在使用Infiniband作為存儲協(xié)議方面已經有了很大的進展。作為iSCSI RDMA的存儲協(xié)議iSER已被IETF標準化。 不同于Fibre Channel，Infiniband在存儲領域中可以直接支持SAN和NAS。存儲系統(tǒng)已不能滿足于傳統(tǒng)的Fibre Channel SAN所提供的服務器與裸存儲的網絡連接架構。Fibre Channel SAN加千兆以太網加NFS的架構已經嚴重限制了系統(tǒng)的性能。在這種情況下應運而生的則是由在Infiniband fabric連接起來的服務器和iSER Infiniband存儲的基礎架構之上的并行文件系統(tǒng)（諸如HP的SFS、IBM的GPFS等等）。在未來的服務器、存儲器網絡的典型結構將會是由Infiniband將服務器和Infiniband存儲器直接連接起來，所有的IP數(shù)據(jù)網絡將會通過萬兆以太網到Infiniband的路由器直接進入Infiniband Fabric。 在存儲廠商方面Sun, SGI, LIS LOGIC,飛康軟件等公司都已推出自己的Infiniband存儲產品。在中國新禾科技公司也推出了他們的Infiniband存儲系統(tǒng)。 從價格的角度，今天的Infiniband是萬兆以太網的幾分之一。Inifiniabnd有比FibreChannel高5倍的性能，在價格上則已與Fibre Channel在同一個數(shù)量級上。 在HPC以外的領域的Infiniband的應用： 在過去一年里我們看到Infiniband在HPC以外的領域得到了長足的進步。這主要包括Infiniband在大型網絡游戲中心的應用、Inifiniband在電視媒體編輯及動畫制作方面的應用。在證券業(yè)方面，人們也已經在著手開發(fā)以Infiniband為核心的高速、低遲延交易系統(tǒng)。在銀行業(yè)我們也看到了一些以Inifiniband全面取代Fibre Channel的努力。 明、后年Infiniband的看點： Voltaire將于明年秋天推出萬兆以太網到Infiniband的路由器。這將使由Infiniband對數(shù)據(jù)網絡存儲網絡的整合得到加速。 Voltaire已經開發(fā)出全套的iSER Initiator、Target code。很多存儲合作伙伴在利用Voltaire的iSER code開發(fā)他們獨自Infiniband存儲系統(tǒng)。預計在明、后年大家會看到更多的Infiniband存儲系統(tǒng)投放市場。 Infiniband已經進入刀片服務器（IBM、HP等等），我們在未來的兩年還會看到這方面更多的努力和成功。 Infiniband標準裝配在服務器上的努力和成功。 裝載Infiniband存儲的巨型機進入世界前500巨型機列表。 Infiniband在網絡游戲業(yè)、石油業(yè)、電視媒體業(yè)、制造業(yè)等方面進入企業(yè)級應用。 Infiniband：曲高和寡 前途未卜 步入2008，數(shù)據(jù)中心的應用環(huán)境發(fā)生了巨大的變化，多核、虛擬化和刀片成為新一代數(shù)據(jù)中心的主流趨勢，在這樣的主流趨勢下，有些人預測InfiniBand也將迎來其生命周期的黃金時代，有些人則持反對意見 銜著金鑰匙出生 早在2001年，一位國外專家Sandra Gittlen第一次為Network Word的年度熱門問題撰寫了關于當時出現(xiàn)的被稱作的互聯(lián)架構的文章。 以下是Sandra Gittlen文章的開篇： “它就是治療網絡瓶頸問題的靈丹妙藥，InfiniBand，下一代的個人電腦輸入/輸出架構，將隨時準備取代PCI的地位，成為服務器的新標準�！� 那時候，大多數(shù)人都對InfiniBand給予厚望，有充分的理由相信InfiniBand即將闖入市場，將會大展拳腳，并可一舉取代數(shù)據(jù)中心的網絡。當時，有排成行的公司為此下了重資。事實上，有超過2億美元的風險投資在那個時候注入了與InfiniBand相關的公司。其中的翹楚有Dell，HP，Compaq，Intel，IBM，Microsoft和Sun，這些大公司都為這項技術的發(fā)展而努力著。 InfiniBand，用最簡單的話說，就是在服務器端一個主機通道適配器和存儲設備等外設上的目標適配器之間的高速架構，因為這些適配器之間直接通訊，下載、安全和服務質量等可以內置。 適者生存 時間一閃到了2005年，情況發(fā)生了巨變。 那時候，很多早期獲得了關注的創(chuàng)業(yè)公司或是破產，或是被兼并，或是被收購。只有一些幸存了下來。在這段期間，同樣是Sandra Gittlen給Network World寫了另外一篇文章，是關于高性能計算和數(shù)據(jù)中心用戶在高速度互聯(lián)方面有成千上萬的選擇。 一家存活至今的InfiniBand公司，Mellanox Technologies的市場部副總裁Thad Omura承認：雖然InfinBand技術發(fā)展至今已經相對成熟了，但卻受到了經濟衰退的影響�！霸谀嵌问挆l的時期里，人們不會傾向于在新的互聯(lián)技術上進行投資�！� 一晃又是兩年，情況又發(fā)生了一些改變。今天，我們在互聯(lián)方面的投資不斷增加，而如何利用互聯(lián)技術降低數(shù)據(jù)中心或高性能計算的成本方面也開始回暖。時至今日，恐怕大家又要重新審視這個問題了：InfiniBand的時代終于來臨了嗎？ 上個月，IDC發(fā)布了一份有關InfiniBand的調研報告，在這份關于InfiniBand在全世界范圍內的發(fā)展預測中，IDC認為：“正是由于網絡中不斷增長的需要，才推動了超越從前的重要商業(yè)服務的出現(xiàn)，以前那種服務器和存儲資源之間的互聯(lián)已經不能滿足現(xiàn)在的帶寬和容量了。因此，有些客戶在尋找現(xiàn)有互聯(lián)結構的替代品，能夠完全滿足吞吐量上的要求，也就是需要更多的帶寬和更短的延遲�！� IDC還認為：“高性能計算，向外擴展的數(shù)據(jù)庫環(huán)境，共享和虛擬化的輸入/輸出，以及有類似高性能計算特征的財務軟件應用已經推動了很多InfiniBand的發(fā)展，并將帶來更多InfiniBand的推廣和應用�！� 在報告中，IDC預測2011年InfiniBand產品制造收入將從去年的15，720萬美元升至61，220萬美元。 多核、虛擬化和刀片是推動力 這些消息對于Omura這樣的infiniband廠商來說是個好消息。Omura的客戶包括HP、IBM以及Network Appliance，這些一流的大廠都將InfiniBand技術使用到了自己的產品中，讓人對infiniband更增添了一些信心。 Omura發(fā)言人表示，目前各種趨勢都在推動這種應用�！拔覀円呀涍M入了多核CPU的時代，因此需要更多帶寬和更短的延遲；虛擬化則推動了統(tǒng)一輸入/輸出架構進程；刀片服務器端口有限，但卻連接到同一塊背板上，這些趨勢都在加速著InfiniBand的發(fā)展�！� 根據(jù)infiniband技術的發(fā)展，InfiniBand的吞吐量目前是20Gb每秒，到2008年能達到40Gb每秒。與之相比的10G以太網，2008年之前吞吐量上則不會有什么改變。 此外，對于數(shù)據(jù)中心目前而言最重要的問題是解決延遲時間的問題，InfiniBand延遲時間是1微妙，以太網的延遲則接近于10微秒。 難怪Omura發(fā)言人如此樂觀：“如果InfiniBand可以幫助我們既降低成本，又節(jié)約能源，還有更快的處理速度，人們肯定會選擇它的�！� 他以一個貿易公司為例，“如果你在交易過程中快了1毫秒，你一年的收益就可以達到1億美元。最先吃螃蟹的是高性能計算領域的公司，其次是金融機構。如今我們看到那些數(shù)據(jù)庫驅動的實時應用，比如票務預訂系統(tǒng)，正在普遍使用InfiniBand產品�！� 應該說整個IT行業(yè)最近幾年在InfiniBand上的收益可能并不夠豐厚，但是產品的研究與開發(fā)并沒有停滯不前。另外一家InfiniBand公司Mellanox也賺了個盆滿缽滿。他說：“從2001年到2005年，我們的收入年年都翻番�！� 而且他認為大規(guī)模生產的出現(xiàn)還要再過上幾個月的時間。 發(fā)展的阻礙 就在一些infiniband廠商對InfiniBand的前途異常樂觀之時，在2005年曾經收購了InifiniBand廠商Topspin Communications的Cisco卻認為IDC關于InfiniBand技術在企業(yè)級應用前景的預測是“過于樂觀了”。 Cisco的服務器虛擬化事業(yè)部銷售主管Bill Erdman認為：“目前InfiniBand的應用還不足以說明InfiniBand時代的到來�！� Erdman說延遲時間短是InfiniBand產品的最大價值，但是IDC提到的其他驅動力，比如虛擬化，則在InfiniBand應用上有點困難。 “虛擬化需要特殊的設備和做好定義的管理范式，輸入/輸出整合則需要在InfiniBand和以太網/光纖通道之間的通路，并且簡單假設隨著客戶增加應用軟件和網站主機層卻不需要額外的防火墻、內容負載均衡以及網絡入侵防御系統(tǒng)等服務。”他說，“InfiniBand并沒有和這些服務整合在一起�！� Cisco已經看到InfiniBand產品在數(shù)據(jù)庫、后端數(shù)據(jù)庫主機以及信息總線程序上的應用�！安贿^，如果有其他應用程序，需要更豐富的主機服務，以太網仍然是服務器主機技術的選擇�！盓rdman表示。 Cisco與IDC意見相左，因此很難說InfiniBand產品是否能最終大舉進攻企業(yè)級市場。但是infiniband技術已經蹣跚了這么久，走了這么遠，筆者有信心infiniband還能繼續(xù)走下去。那就讓我們拭目以待吧。
InfiniBand架構是一種支持多并發(fā)鏈接的“轉換線纜”技術，在這種技術中，每種鏈接都可以達到2.5 Gbps的運行速度。這種架構在一個鏈接的時候速度是500 MB/秒，四個鏈接的時候速度是2 GB/秒，12個鏈接的時候速度可以達到6 GB /秒。InfiniBand技術不是用于一般網絡連接的，它的主要設計目的是針對服務器端的連接問題的。因此，InfiniBand技術將會被應用于服務器與服務器（比如復制，分布式工作等），服務器和存儲設備（比如SAN和直接存儲附件）以及服務器和網絡之間（比如LAN， WANs和the Internet）的通信。 我們?yōu)槭裁葱枰狪nfiniBand？ 采用Intel架構的處理器的輸入/輸出性能會受到PCI或者PCI-X總線的限制�？偩�的吞吐能力是由總線時鐘決定的（比如33.3MHz，66.6MHz 以及133.3MHz）和總線的寬度（比如32位或者64位）。在最通常的配置中，PCI總線速度被限制在500 MB /秒，而PCI-X總線速度被限制在1 GB/秒。這種速度上的限制制約了服務器和存儲設備、網絡節(jié)點以及其他服務器通訊的能力。在InfiniBand的技術構想中，InfiniBand直接集成到系統(tǒng)板內，并且直接和CPU以及內存子系統(tǒng)互動。但是，在短期內，InfiniBand支持將由PCI和PCI-X適配器完成；這樣，InfiniBand在最初將會受到總線的制約。在2002年年底，InfiniBand技術將會完全被整合在Intel服務器供應商以及Sun生產的服務器中（80%的可能性） 誰在倡導InfiniBand？ InfiniBand是由InfiniBand行業(yè)協(xié)會所倡導的。協(xié)會的主要成員是：康柏，戴爾，惠普，IBM，Intel，微軟和Sun。從歷史的角度看，InfiniBand代表了兩種計算潮流的融合：下一代I/O（NGIO）和未來的I-O（FIO）。大部分NGIO和FIO潮流的成員都加入了InfiniBand陣營。 InfiniBand是純硬件的嗎？ 不。InfiniBand的成功還需要軟件--包括很多不同的層。這種技術架構和架構上的代理（服務器，存儲設備，通訊設備，switche以及其他的一些設備）都需要軟件管理。應用軟件也必須適應這種架構。操作系統(tǒng)也必須進行調整以和芯片組進行最優(yōu)化的通信。我們認為InfiniBand的相關軟件的發(fā)展將會成為InfiniBand產品應用的一個瓶頸。但是，到2005年，80%大、中型企業(yè)都會有在數(shù)據(jù)中心環(huán)境下的正式的InfiniBand產品。 Windows 2000支持InfiniBand嗎？ 既支持也不支持。在InfiniBand的試制，測試階段，對InfiniBand的支持是由設備供應商的驅動來提供的，而不是直接由操作系統(tǒng)來支持。而且，微軟沒有時間把對InfiniBand的支持加入到它的Windows 2000中。不過微軟有可能在2002年第二季度把這種支持添加進來。（60%的可能性） InfiniBand會取代線纜通道嗎？ 現(xiàn)在還沒有計劃。就象InfiniBand技術完全被整合到服務器的軟件和硬件中需要時間一樣，它被完全整合到存儲設備和SAN中也需要時間。2003年，90%的InfiniBand服務器會采用InfiniBand-線纜通道、InfiniBand-千兆以太網或者InfiniBand- SCSI橋的方式連接網絡上的外接存儲。（90%的可能性）。 InfiniBand會取代千兆（或者更快的）以太網嗎？ 對這個問題的回答是：不會。以太網是應用于高層網絡通信（比如TCP/IP）的技術，而InfiniBand是用于低層輸入/輸出通信的技術。即使以太網達到甚至超過了InfiniBand的速度，高層網絡通信的特點使得它也不能夠成為適合服務器端輸入/輸出的解決方案。 總結：InfiniBand架構肩負著改善服務器端輸入/輸出性能的使命。但是，InfiniBand不僅僅是芯片和硬件。為了發(fā)揮應有的作用，硬件和軟件必須充分在操作系統(tǒng)，管理層以及應用層整合起來。按照技術激進程度劃分，“A類型”的企業(yè)將會在2002年第二季度考慮小批量生產InfiniBand產品，而沒有那么激進的企業(yè)可能會等到2003年第一季度或者更遲 如果你還沒有關注InfiniBand，那要準備好應付鋪天蓋地的相關信息，甚至是產品。經過多年的醞釀，和使其成為規(guī)范的努力，以及實驗室的開發(fā)。InfiniBand即將橫空出世。不管你最終采用InfiniBand，或是放棄，亦或是等等看看，你都要了解這種用于數(shù)據(jù)中心的新型互聯(lián)技術。 InfiniBand產品正逐步進入市場，預計在2003年將有大批產品上市。由康柏、戴爾、惠普、IBM、英特爾、微軟和SUN公司于1999年創(chuàng)建的InfiniBand行業(yè)協(xié)會(IBTA)，現(xiàn)在有180多加公司參加。這些業(yè)界巨人也組成了籌劃指導委員會。自從2000年1月以來，共吸收了3億美元的風險資金，很明顯，InfiniBand是業(yè)界推出的重大項目。 存儲網絡界的許多大公司認為，InfiniBand將會作為PCI總線的替代品，首先出現(xiàn)在服務器內部。這樣就很容易解釋為什麼他們對InfiniBand互聯(lián)不熱心。但是，沒有什麼事情是必然的。隨著啟動的一系列工作，InfiniBand將會很容易地進入存儲網絡。如果InfiniBand確實作為PCI的替代品用于數(shù)據(jù)中心，則會出現(xiàn)這樣的情況，或者InfiniBand證明自己同樣適用網絡傳輸，或者需要進一步的開發(fā)。 這就是要關注該技術的原因�；蛟S需要投入時間、資金，并重新規(guī)劃，但是，這會潛在地改進公司的互聯(lián)體系結構。 InfiniBand如何工作 InfiniBand是一個統(tǒng)一的互聯(lián)結構，既可以處理存儲I/O、網絡I/O，也能夠處理進程間通信(IPC)。它可以將磁盤陣列、SANs、LANs、服務器和集群服務器進行互聯(lián)，也可以連接外部網絡（比如WAN、VPN、互聯(lián)網）。設計InfiniBand的目的主要是用于企業(yè)數(shù)據(jù)中心，大型的或小型的。目標主要是實現(xiàn)高的可靠性、可用性、可擴展性和高的性能。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(lián)網絡中支持冗余的I/O通道，因此能保持數(shù)據(jù)中心在局部故障時仍能運轉。 如果深入理解，你會發(fā)現(xiàn)InfiniBand與現(xiàn)存的I/O技術在許多重要的方面都不相同。不像PCI、PCI-X、 IDE/ATA 和 SCSI那樣共享總線，因此沒有相關的電子限制、仲裁沖突和內存一致性問題。相反，InfiniBand在交換式互聯(lián)網絡上，采用點到點的、基于通道的消息轉發(fā)模型，同時，網絡能夠為兩個不同的節(jié)點提供多種可能的通道。 這些方面，InfiniBand更像以太網，而以太網構成LANs、WANs和互聯(lián)網的基礎。InfiniBand和以太網都是拓撲獨立――其拓撲結構依賴于交換機和路由器在源和目的之間轉發(fā)數(shù)據(jù)分組，而不是靠具體的總線和環(huán)結構。像以太網一樣，InfiniBand能夠在網絡部件故障時重新路由分組，分組大小也類似。InfiniBand的分組大小從256b到4KB，單個消息（攜帶I/O處理的一系列數(shù)據(jù)分組）可以達到2GB。 以太網跨越全球，InfiniBand則不同，其主要用于只有幾間機房的數(shù)據(jù)中心，分布于校園內或者位于城市局部。最大距離很大程度上取決于纜線類型（銅線或光纖）、連接的質量、數(shù)據(jù)速率和收發(fā)器。如果是光纖、單模的收發(fā)器和基本數(shù)據(jù)速率的情況下，InfiniBand的最大距離大約是10公里。 如同以太網一樣使用交換機和路由器， InfiniBand在理論上能夠跨越更遠的距離，盡管如此，在實際應用中距離要受到更多的限制。為了確保數(shù)據(jù)分組的可靠傳輸，InfiniBand具備諸如反應超時、流控等特點，以防止阻塞造成的分組丟失。延長InfiniBand的距離將降低這些特征的有效性，因為延遲超過了合理的范圍。 為了超越數(shù)據(jù)中心的范圍，其它I/O技術必須解決長距離的問題。InfiniBand廠商通過能夠連接到以太網和光纖通道網絡的設備來解決這個問題（光纖通道的最大距離大約為10公里，因此橋接設備使得InfiniBand能夠與現(xiàn)存的用光纖通道連接的校園網絡和城域網絡的分布式數(shù)據(jù)中心相兼容）。 更高的速度 InfiniBand的基本帶寬是2.5Gb/s，這是InfiniBand 1.x。InfiniBand是全雙工的，因此在兩個方向上的理論最大帶寬都是2.5Gb/s，總計5Gb/s。與此相反，PCI是半雙工，因此32位、33MHz的PCI總線單個方向上能達到的理論最大帶寬是1Gb/s，64位、133MHz的PCI-X總線能達到8.5Gb/s，仍然是半雙工。當然，任何一種總線的實際吞吐量從來沒有達到理論最大值。 如果要獲取比InfiniBand 1.x更多的帶寬，只要增加更多纜線就行。InfiniBand 1.0規(guī)范于2000年10月完成，支持一個通道內多個連接的網絡，數(shù)據(jù)速率可提高4倍(10Gb/s)和12倍(30Gb/s)，也是雙向的。 InfiniBand是在串行鏈路上實現(xiàn)超高速率的，因此電纜和連接器相對并行I/O接口PCI、IDE/ATA、SCSI和IEEE-1284來說，接口小也便宜。并行鏈路有一個固有的優(yōu)勢，因為它的多個纜線相當于高速公路上的多個車道，但現(xiàn)代的I/O收發(fā)器芯片使串行鏈路達到更高的數(shù)據(jù)速率，并且價格便宜。這就是為什麼最新的技術――InfiniBand、IEEE-1394、串行ATA、串行連接SCSI、USB采用串行I/O而不是并行I/O。 InfiniBand的擴展性非常高，在一個子網內可支持上萬個節(jié)點，而每個網絡中可有幾千個子網，每個安裝的系統(tǒng)中可以有多個網絡結構。InfiniBand交換機通過子網路由分組，InfiniBand路由器將多個子網連接在一起。相對以太網，InfiniBand可以更加分散地進行管理，每個子網內有一個管理器，其在路由分組、映射網絡拓撲、在網絡內提供多個鏈路、監(jiān)視性能方面起決定性的作用。子網管理器也能保證在特別通道內的帶寬，并為不同優(yōu)先權的數(shù)據(jù)流提供不同級別的服務。子網并不一定是一個單獨的設備，它可以是內置于交換機的智能部件。 虛擬高速公路 為了保證帶寬和不同級別的服務，子網管理器使用虛擬通道，其類似于高速公路的多個車道。通道是虛擬的，而不是實際存在的，因為它不是由實際的纜線組成的。通過使用字節(jié)位元組，并根據(jù)不同的優(yōu)先權，同一對纜線可攜帶不同分組的片斷。 開發(fā)中的標準： 產品 物理I/O 主要應用 最大帶寬 最大距離 InfiniBand 1x 串行存儲 IPC 網絡 2.5Gb/s 10公里 InfiniBand 4x 串行－多鏈路 存儲、IPC、網絡 10Gb/s 10公里 InfiniBand 12x 串行－多鏈路 存儲、IPC、網絡 30Gb/s 10公里 光纖通道 串行存儲 IPC 網絡 2Gb/s 10公里 Ultra2 SCSI 16位并行 存儲 0.6Gb/s 12米 Ultra3 SCSI1 6位并行 存儲 1.2Gb/s 12米 IDE/Ultra ATA 100 32位并行 存儲 0.8Gb/s 1米 IEEE-1394a (FireWire) 串行 存儲 0.4Gb/s 4.5米 串行 ATA 1.0 串行 存儲 1.5Gb/s 1米 串行連接SCSI 串行 存儲 未定義 未定義 PCI 2.2 (33/66MHz) 32/64位并行 底板 1 / 2 Gb/s 主板 PCI-X 1.0 (133MHz) 64位并行 底板 8.5Gb/s 主板 PCI-X 2.0 (DDR-QDR) 64位并行 底板 34 Gb/s 主板 InfiniBand 1.0定義了16個虛擬通道，0到15通道。通道15預留給管理使用，其它通道用于數(shù)據(jù)傳輸。一個通道專用于管理可以防止流量擁塞時妨礙網絡的正常管理。比如，網絡隨時準備改變其拓撲結構。InfiniBand設備是熱插拔的，從網絡中拔出設備時要求網絡迅速重新配置拓撲映射。子網管理器使用通道15來查詢交換機、路由器和終端節(jié)點其有關配置的改變。 除了數(shù)據(jù)虛擬通道外預留虛擬管理通道，這就是帶內管理。InfiniBand也提供帶外管理的選項。在InfiniBand的底板配置中，管理信號使用獨立于數(shù)據(jù)通道的特殊通道。底板配置更多用于服務器內和存儲子系統(tǒng)，同樣地，PCI和PCI-X的底板也位于此。 除了虛擬通道上直接傳輸，子網管理器也可以對兩個節(jié)點之間的點對點的通道調整并匹配數(shù)據(jù)速率。比如，如果一個服務器有一個到網絡的4倍的接口，而發(fā)送數(shù)據(jù)的目標存儲子系統(tǒng)只有1倍的接口，交換機能夠自動建立兼容的1倍通道，而不丟失分組和阻止更高速率的數(shù)據(jù)傳輸。 實現(xiàn)InfiniBand InfiniBand不是必須要取代現(xiàn)存的I/O技術。但會造成相關的爭論，因為其它的I/O標準也有很多的支持者，而且許多公司已經對這種傳統(tǒng)的技術進行大量的投資。在計算機業(yè)界，每一種新技術的出現(xiàn)都傾向于將其它的技術規(guī)類于傳統(tǒng)的范疇。至少在理論上，InfiniBand能與PCI、PCI-X、 SCSI、 光纖通道、IDE/ATA、串行 ATA、 IEEE-1394以及其它在數(shù)據(jù)中心存在I/O標準共存。相反，3GIO和HyperTransport是板級的互聯(lián)，而快速I/O和致密PCI主要用于內嵌式系統(tǒng)。 為了與其它的I/O技術協(xié)同工作，InfiniBand需要能匹配物理接口和轉換通信協(xié)議的橋接適配器。舉例來說，Adaptec正在測試能將InfiniBand連接到串行ATA和串行SCSI的磁盤接口。然而，不要假定你需要的橋接設備已經存在，并且經過實際工作的驗證、價格可行。 另一個要考慮的是性能問題。連接兩種不同的I/O標準通常要增加數(shù)據(jù)通道的延遲。在最壞的情況下，將InfiniBand網絡引入到一個已經安裝多個不同技術組成的網絡中，如果組織管理差，會降低其整體性能。InfiniBand的支持者聲稱理想的解決方案是完整的InfiniBand體系結構。任何部件都可以直接連接到InfiniBand網絡，可以使用優(yōu)化的文件協(xié)議，最好是使用直接訪問文件系統(tǒng)(DAFS)。 DAFS獨立于傳輸，是基于NFS的共享式文件訪問協(xié)議。它是優(yōu)化過的，用于1到100臺機器的集群服務器環(huán)境中的I/O密集、CPU受限、面向文件的任務。典型的應用包括數(shù)據(jù)庫、web服務、e-mail和地理信息系統(tǒng)(GIS)，當然也包括存儲應用。 IT管理員感興趣的其它的與InfiniBand相關協(xié)議是：SCSI遠程直接內存訪問(RDMA)協(xié)議、共享資源協(xié)議(SRP)、IP over InfiniBand (IPoIB)、直接套節(jié)字協(xié)議(SDP)、遠程網絡驅動接口規(guī)范(RNDIS)。 SRP的開發(fā)在一些公司進展順利，比如，已經開發(fā)出早期版本并運行在Windows 2000上協(xié)議的Adaptec。OEM的廠商和合作伙伴正在測試beta系統(tǒng)。Adaptec認為SRP對于高性能的SANs會相當出眾，但必須解決多廠商產品間的兼容。最終版本的SRP可能取決于操作系統(tǒng)的驅動程序和服務器的支持，預計在本年下半年或2003年上半年完成。 IpoIB，將IP協(xié)議映射到InfiniBand，正在被IETF的一個工作組定義。IpoIB包括IPv4/IPv6的地址解析、IPv4/IPv6的數(shù)據(jù)報的封裝、網絡初始化、組播、廣播和管理信息庫。預計在本年下半年或2003年上半年完成。 SDP試圖解決其它協(xié)議的幾個缺陷，特別是相對高的CPU和內存帶寬的利用率。SDP基于微軟的Winsock Direct協(xié)議，類似于TCP/IP，但優(yōu)化后用于InfiniBand，以降低負荷。一個工作組在2000年下半年開始定義SDP，今年2月完成了1.0規(guī)范。 RNDIS是微軟開發(fā)的協(xié)議，用于基于通道的即插即用總線的網絡I/O，比如USB和IEEE-1394。InfiniBand RNDIS 1.0規(guī)范即將完成。 不要期望一夜成功 盡管所有的廠商都大肆宣傳，市場分析人員也預計有良好前景，但不要期望InfiniBand在一夜之間獲得成功，或者失敗。一方面，InfiniBand要求繼續(xù)投資于一個未經完全驗證的技術，特別是當今經濟正從衰退中恢復。盡管可能生產出更多的InfiniBand產品，而不使現(xiàn)存的設備過時，但獲得最大收益要求更廣泛地支持InfiniBand技術，因為InfiniBand技術利用大型交換式網絡和本地接口和協(xié)議。 一些IT管理員可能會反對這種同時用于存儲、進程間通信和網絡傳輸?shù)木W絡結構，盡管這是InfiniBand的目的。將不同形式的通信運行在不同的總線和網絡上可以提供一定的冗余，而InfiniBand也可以通過多個點到點的交換式網絡同樣提供冗余。但他們認為互相分離的網絡能夠防止存儲I/O同服務器和網絡通信競爭帶寬。 而另一方面的論點是，InfiniBand統(tǒng)一的網絡結構可以簡化IT管理員的工作。一方面，你不必保留不同形式的備份。連接服務器的同一種電纜也可以同存儲系統(tǒng)協(xié)同工作，磁盤子系統(tǒng)可以在不同的子系統(tǒng)之間互換。帶寬的爭奪不大可能成為一個問題，因為InfiniBand可以擴展的網絡結構能提供足夠的帶寬，并且很容易增加。而其它的I/O技術，一旦定義了總線寬度和時鐘頻率，其理論最大帶寬是固定的，你不能僅僅通過插入纜線來增加更多的帶寬容量，但InfiniBand可以做到這一點。 同樣，統(tǒng)一的、可以重新配置的網絡結構能夠很容易地在存儲、網絡通信和IPC之間再分配帶寬，而不必關掉關鍵系統(tǒng)來更換硬件。 應該說，InfiniBand的技術基礎是穩(wěn)固的。當然，除了技術的原因，新的技術有時會因為這樣那樣的原因而出現(xiàn)故障。另外，不成熟的市場和高于期望的費用使許多好的點子成為過眼煙云。 Infiniband的現(xiàn)狀和未來 2006年１１月１３日在美國佛羅里達Tampa召開的一年兩次的巨型計算機博覽會（ＳＣ０６）上公布的世界前５００名巨型機的排名中用于服務器互聯(lián)的公開標準協(xié)議Infiniband的占有率首次超過了私有協(xié)議Myrinet，而在所有使用了Infiniband的巨型機中Voltaire又以絕對優(yōu)勢占了2/3。另外到今年六月為止的世界前５００名巨型計算機排名中占有率一直持續(xù)上漲的千兆以太網也首次下跌１８％。至此經過３年多的較量，在高性能計算（HPC）領域服務器互聯(lián)網絡的首選協(xié)議已經明確為Infiniband。在此想就Infiniband的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢向各位讀者做一下介紹。 Infiniband的特點： Infiniband協(xié)議的主要特點是高帶寬（現(xiàn)有產品的帶寬4xDDR 20Gbps,12x DDR 60Gbps, 4xSDR 10Gbps, 12xSDR 30Gbps、預計兩年后問世的QDR技術將會達到4xQDR 40Gbps,12x QDR 120Gbps）、低時延（交換機延時140ns、應用程序延時3μs、一年后的新的網卡技術將使應用程序延時降低到1μs水平）、系統(tǒng)擴展性好（可輕松實現(xiàn)完全無擁塞的數(shù)萬端設備的Infiniband網絡）。另外Infiniband標準支持RDMA(Remote Direct Memory Access)，使得在使用Infiniband構筑服務器、存儲器網絡時比萬兆以太網以及Fibre Channel具有更高的性能、效率和靈活性。 Infiniband與RDMA: Infiniband發(fā)展的初衷是把服務器中的總線給網絡化。所以Infiniband除了具有很強的網絡性能以外還直接繼承了總線的高帶寬和低時延。大家熟知的在總線技術中采用的DMA(Direct Memory Access)技術在Infiniband中以RDMA(Remote Direct Memory Access)的形式得到了繼承。這也使Infiniband在與CPU、內存及存儲設備的交流方面天然地優(yōu)于萬兆以太網以及Fibre Channel�？梢韵胂笤谟肐nfiniband構筑的服務器和存儲器網絡中任意一個服務器上的CPU可以輕松地通過RDMA去高速搬動其他服務器中的內存或存儲器中的數(shù)據(jù)塊，而這是Fibre Channel和萬兆以太網所不可能做到的。 Infiniband與其他協(xié)議的關系： 作為總線的網絡化，Infiniband有責任將其他進入服務器的協(xié)議在Infiniband的層面上整合并送入服務器�；谶@個目的,今天Volatire已經開發(fā)了IP到Infiniband的路由器以及Fibre Channel到Infiniband的路由器。這樣一來客觀上就使得目前幾乎所有的網絡協(xié)議都可以通過Infiniband網絡整合到服務器中去。這包括Fibre Channel, IP/GbE, NAS, iSCSI等等。另外2007年下半年Voltaire將推出萬兆以太網到Infiniband的路由器。這里有一個插曲：萬兆以太網在其開發(fā)過程中考慮過多種線纜形式。最后發(fā)現(xiàn)只有Infiniband的線纜和光纖可以滿足其要求。最后萬兆以太網開發(fā)陣營直接采用了Infiniband線纜作為其物理連接層。 Infiniband在存儲中的地位： 今天的Infiniband可以簡單地整合Fibre Channel SAN、NAS以及iSCSI進入服務器。事實上除了作為網絡化總線把其他存儲協(xié)議整合進服務器之外，Infiniband可以發(fā)揮更大的作用。存儲是內存的延伸，具有RDMA功能的Infiniband應該成為存儲的主流協(xié)議。比較一下Infiniband和Fibre Channel我們可以看到Infiniband的性能是Fibre Channel的5倍，Infiniband交換機的延遲是Fibre Channel交換機的1/10。另外在構筑連接所有服務器和存儲器的高速網絡時使用Infiniband Fabric可以省去Fiber Channel Fabric,從而給客戶帶來巨大的成本節(jié)省。 今天在使用Infiniband作為存儲協(xié)議方面已經有了很大的進展。作為iSCSI RDMA的存儲協(xié)議iSER已被IETF標準化。 不同于Fibre Channel，Infiniband在存儲領域中可以直接支持SAN和NAS。存儲系統(tǒng)已不能滿足于傳統(tǒng)的Fibre Channel SAN所提供的服務器與裸存儲的網絡連接架構。Fibre Channel SAN加千兆以太網加NFS的架構已經嚴重限制了系統(tǒng)的性能。在這種情況下應運而生的則是由在Infiniband fabric連接起來的服務器和iSER Infiniband存儲的基礎架構之上的并行文件系統(tǒng)（諸如HP的SFS、IBM的GPFS等等）。在未來的服務器、存儲器網絡的典型結構將會是由Infiniband將服務器和Infiniband存儲器直接連接起來，所有的IP數(shù)據(jù)網絡將會通過萬兆以太網到Infiniband的路由器直接進入Infiniband Fabric。 在存儲廠商方面Sun, SGI, LIS LOGIC,飛康軟件等公司都已推出自己的Infiniband存儲產品。在中國新禾科技公司也推出了他們的Infiniband存儲系統(tǒng)。 從價格的角度，今天的Infiniband是萬兆以太網的幾分之一。Inifiniabnd有比FibreChannel高5倍的性能，在價格上則已與Fibre Channel在同一個數(shù)量級上。 在HPC以外的領域的Infiniband的應用： 在過去一年里我們看到Infiniband在HPC以外的領域得到了長足的進步。這主要包括Infiniband在大型網絡游戲中心的應用、Inifiniband在電視媒體編輯及動畫制作方面的應用。在證券業(yè)方面，人們也已經在著手開發(fā)以Infiniband為核心的高速、低遲延交易系統(tǒng)。在銀行業(yè)我們也看到了一些以Inifiniband全面取代Fibre Channel的努力。 明、后年Infiniband的看點： Voltaire將于明年秋天推出萬兆以太網到Infiniband的路由器。這將使由Infiniband對數(shù)據(jù)網絡存儲網絡的整合得到加速。 Voltaire已經開發(fā)出全套的iSER Initiator、Target code。很多存儲合作伙伴在利用Voltaire的iSER code開發(fā)他們獨自Infiniband存儲系統(tǒng)。預計在明、后年大家會看到更多的Infiniband存儲系統(tǒng)投放市場。 Infiniband已經進入刀片服務器（IBM、HP等等），我們在未來的兩年還會看到這方面更多的努力和成功。 Infiniband標準裝配在服務器上的努力和成功。 裝載Infiniband存儲的巨型機進入世界前500巨型機列表。 Infiniband在網絡游戲業(yè)、石油業(yè)、電視媒體業(yè)、制造業(yè)等方面進入企業(yè)級應用。 Infiniband：曲高和寡 前途未卜 步入2008，數(shù)據(jù)中心的應用環(huán)境發(fā)生了巨大的變化，多核、虛擬化和刀片成為新一代數(shù)據(jù)中心的主流趨勢，在這樣的主流趨勢下，有些人預測InfiniBand也將迎來其生命周期的黃金時代，有些人則持反對意見 銜著金鑰匙出生 早在2001年，一位國外專家Sandra Gittlen第一次為Network Word的年度熱門問題撰寫了關于當時出現(xiàn)的被稱作的互聯(lián)架構的文章。 以下是Sandra Gittlen文章的開篇： “它就是治療網絡瓶頸問題的靈丹妙藥，InfiniBand，下一代的個人電腦輸入/輸出架構，將隨時準備取代PCI的地位，成為服務器的新標準�！� 那時候，大多數(shù)人都對InfiniBand給予厚望，有充分的理由相信InfiniBand即將闖入市場，將會大展拳腳，并可一舉取代數(shù)據(jù)中心的網絡。當時，有排成行的公司為此下了重資。事實上，有超過2億美元的風險投資在那個時候注入了與InfiniBand相關的公司。其中的翹楚有Dell，HP，Compaq，Intel，IBM，Microsoft和Sun，這些大公司都為這項技術的發(fā)展而努力著。 InfiniBand，用最簡單的話說，就是在服務器端一個主機通道適配器和存儲設備等外設上的目標適配器之間的高速架構，因為這些適配器之間直接通訊，下載、安全和服務質量等可以內置。 適者生存 時間一閃到了2005年，情況發(fā)生了巨變。 那時候，很多早期獲得了關注的創(chuàng)業(yè)公司或是破產，或是被兼并，或是被收購。只有一些幸存了下來。在這段期間，同樣是Sandra Gittlen給Network World寫了另外一篇文章，是關于高性能計算和數(shù)據(jù)中心用戶在高速度互聯(lián)方面有成千上萬的選擇。 一家存活至今的InfiniBand公司，Mellanox Technologies的市場部副總裁Thad Omura承認：雖然InfinBand技術發(fā)展至今已經相對成熟了，但卻受到了經濟衰退的影響�！霸谀嵌问挆l的時期里，人們不會傾向于在新的互聯(lián)技術上進行投資�！� 一晃又是兩年，情況又發(fā)生了一些改變。今天，我們在互聯(lián)方面的投資不斷增加，而如何利用互聯(lián)技術降低數(shù)據(jù)中心或高性能計算的成本方面也開始回暖。時至今日，恐怕大家又要重新審視這個問題了：InfiniBand的時代終于來臨了嗎？ 上個月，IDC發(fā)布了一份有關InfiniBand的調研報告，在這份關于InfiniBand在全世界范圍內的發(fā)展預測中，IDC認為：“正是由于網絡中不斷增長的需要，才推動了超越從前的重要商業(yè)服務的出現(xiàn)，以前那種服務器和存儲資源之間的互聯(lián)已經不能滿足現(xiàn)在的帶寬和容量了。因此，有些客戶在尋找現(xiàn)有互聯(lián)結構的替代品，能夠完全滿足吞吐量上的要求，也就是需要更多的帶寬和更短的延遲�！� IDC還認為：“高性能計算，向外擴展的數(shù)據(jù)庫環(huán)境，共享和虛擬化的輸入/輸出，以及有類似高性能計算特征的財務軟件應用已經推動了很多InfiniBand的發(fā)展，并將帶來更多InfiniBand的推廣和應用�！� 在報告中，IDC預測2011年InfiniBand產品制造收入將從去年的15，720萬美元升至61，220萬美元。 多核、虛擬化和刀片是推動力 這些消息對于Omura這樣的infiniband廠商來說是個好消息。Omura的客戶包括HP、IBM以及Network Appliance，這些一流的大廠都將InfiniBand技術使用到了自己的產品中，讓人對infiniband更增添了一些信心。 Omura發(fā)言人表示，目前各種趨勢都在推動這種應用�！拔覀円呀涍M入了多核CPU的時代，因此需要更多帶寬和更短的延遲；虛擬化則推動了統(tǒng)一輸入/輸出架構進程；刀片服務器端口有限，但卻連接到同一塊背板上，這些趨勢都在加速著InfiniBand的發(fā)展�！� 根據(jù)infiniband技術的發(fā)展，InfiniBand的吞吐量目前是20Gb每秒，到2008年能達到40Gb每秒。與之相比的10G以太網，2008年之前吞吐量上則不會有什么改變。 此外，對于數(shù)據(jù)中心目前而言最重要的問題是解決延遲時間的問題，InfiniBand延遲時間是1微妙，以太網的延遲則接近于10微秒。 難怪Omura發(fā)言人如此樂觀：“如果InfiniBand可以幫助我們既降低成本，又節(jié)約能源，還有更快的處理速度，人們肯定會選擇它的�！� 他以一個貿易公司為例，“如果你在交易過程中快了1毫秒，你一年的收益就可以達到1億美元。最先吃螃蟹的是高性能計算領域的公司，其次是金融機構。如今我們看到那些數(shù)據(jù)庫驅動的實時應用，比如票務預訂系統(tǒng)，正在普遍使用InfiniBand產品�！� 應該說整個IT行業(yè)最近幾年在InfiniBand上的收益可能并不夠豐厚，但是產品的研究與開發(fā)并沒有停滯不前。另外一家InfiniBand公司Mellanox也賺了個盆滿缽滿。他說：“從2001年到2005年，我們的收入年年都翻番�！� 而且他認為大規(guī)模生產的出現(xiàn)還要再過上幾個月的時間。 發(fā)展的阻礙 就在一些infiniband廠商對InfiniBand的前途異常樂觀之時，在2005年曾經收購了InifiniBand廠商Topspin Communications的Cisco卻認為IDC關于InfiniBand技術在企業(yè)級應用前景的預測是“過于樂觀了”。 Cisco的服務器虛擬化事業(yè)部銷售主管Bill Erdman認為：“目前InfiniBand的應用還不足以說明InfiniBand時代的到來�！� Erdman說延遲時間短是InfiniBand產品的最大價值，但是IDC提到的其他驅動力，比如虛擬化，則在InfiniBand應用上有點困難。 “虛擬化需要特殊的設備和做好定義的管理范式，輸入/輸出整合則需要在InfiniBand和以太網/光纖通道之間的通路，并且簡單假設隨著客戶增加應用軟件和網站主機層卻不需要額外的防火墻、內容負載均衡以及網絡入侵防御系統(tǒng)等服務。”他說，“InfiniBand并沒有和這些服務整合在一起�！� Cisco已經看到InfiniBand產品在數(shù)據(jù)庫、后端數(shù)據(jù)庫主機以及信息總線程序上的應用�！安贿^，如果有其他應用程序，需要更豐富的主機服務，以太網仍然是服務器主機技術的選擇�！盓rdman表示。 Cisco與IDC意見相左，因此很難說InfiniBand產品是否能最終大舉進攻企業(yè)級市場。但是infiniband技術已經蹣跚了這么久，走了這么遠，筆者有信心infiniband還能繼續(xù)走下去。那就讓我們拭目以待吧。
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