新兴网络技术(如10 g以太网和InfiniBand可以链接服务器在高速度,但对于服务器完全受益,网络接口需要替换为更有效的体系结构。
传统的硬件和软件体系结构对一个服务器一个重要负荷的CPU和内存,因为内核和应用程序之间的数据必须被复制。内存瓶颈成为更严重的连接速度超过服务器的处理能力和内存带宽。
远程直接内存访问(RDMA)是一个网络接口卡(NIC)特性,它允许一台计算机直接将信息放入另一台计算机的内存。技术要求降至最低,降低延迟带宽和处理开销。
这是通过实现一个可靠传输协议在网卡硬件和支持零拷贝网络内核绕过。
零拷贝网络让网卡直接传输数据或应用程序内存,消除需要应用程序内存和内核之间复制数据。
内核搭桥让应用程序问题命令NIC无需执行内核调用。RDMA请求发出从用户空间到本地网卡和网络远程NIC无需任何内核参与。这减少了内核空间和用户空间之间的上下文切换在处理网络流量。
当应用程序执行一个RDMA读或写请求,不执行数据复制。RDMA请求从运行在用户空间的应用程序发布到本地网卡,然后通过网络进行远程NIC无需任何内核参与。请求完成可能处理要么完全在用户空间中(通过轮询用户级完成队列)或通过内核的情况下应用程序希望睡觉直到完成。
RDMA操作让应用程序从磁盘读取或写入远程应用程序的内存。的远程虚拟内存地址操作在RDMA消息中携带。不需要远程应用程序做任何事除了其本地网卡登记相关的内存缓冲区。远程节点的cpu也不参与传入RDMA操作,他们不会产生负载。
键值
从任意一个应用程序可以保护它的内存访问远程应用程序通过使用键值。发出RDMA操作的应用程序必须指定正确的关键试图访问远程内存区域。远程应用程序获取键值寄存器的内存时,本地网卡。
发布应用程序还必须确定远程内存地址内存区域和关键。远程应用程序通知发布应用程序的虚拟地址开始,大小和内存区域的关键。使用发送操作传递这个信息在发布应用程序之前可以开始发行rdma内存区域。
InfiniBand网络和网络实现虚拟接口RDMA架构支持。RDMA TCP / IP使用网卡和运输卸载引擎正在发展中。
使用RDMA实现高性能的协议包括套接字直接协议,RDMA SCSI协议(SRP)和直接访问文件系统(daf)。通信库使用RDMA包括直接访问提供程序库(DAPL),消息传递接口(MPI)和虚拟图书馆(VIPL)接口提供者。
集群运行的分布式应用程序的第一个地方RDMA可以产生强烈的影响。使用RDMA通过DAPL或VIPL数据库软件运行在集群规模可以更好的与相同数量的节点,实现更高的性能。
使用MPI集群科学计算应用程序也看到一个戏剧性的性能改进的低延迟、低开销和高吞吐量支持RDMA互联提供的。其他早期的应用通过daf RDMA远程文件服务器访问,通过SRP和刀片服务器存储访问。
RDMA正迅速成为一个高速集群和server-area网络的基本特征。