Infiniband网络详解：物理层与链路层深度解析

Infiniband网络结构分析深入探讨了这种高效、低延迟的高速网络技术。首先，InfiniBand（IB）是一种以通道为基础的双向、串行通信技术，它在连接拓扑中采用交换和切换结构，能够在较长距离内通过IBA中继器进行扩展，形成复杂的子网结构。每个子网可以容纳多达65,536个节点，并且需要IBA Switch或Repeater进行内部连接，而跨子网通信则依赖于IBA Router或Gateway。 物理层是基础，它定义了电气和机械特性，涵盖了光纤和铜介质的连接器、底板接口以及热交换特性。IB支持多种物理端口，包括背板、电缆和光缆接口，并对数据传输的信号协议进行详尽规定，如码元编码、成帧标志和错误检测等，确保数据的可靠传输。 链路层负责数据包的格式和操作，包含流量控制和子网内的数据包路由。它区分链路管理数据包和数据数据包，通过链路层协议确保数据的有序发送和接收。 网络层相当于IP网络中的IP层，但更为精简。它不直接参与子网内的数据传输，而是负责子网间的路由。数据包中嵌入的全局路由头（GRH）使用IPv6格式的全局标识符（GID），由子网标识符和端口唯一标识符组成，使得路由器能够根据GRH进行跨子网的数据包转发。 传输层是关键层，它负责报文的分发、通道复用、基本传输服务以及报文的分割、发送、接收和重组。这层确保了数据在InfiniBand网络中的高效传输，提供了一种高度可靠和低延迟的通信环境。 InfiniBand的灵活性体现在其支持不同的介质，无论是印刷电路板的铜质线箔还是光纤，都能实现远距离连接，并且允许热插拔。此外，其智能性的ActiveCable机制进一步提高了连接的便利性和效率。 总结来说，InfiniBand网络结构设计精细，各层分工明确，从物理连接到高层协议的协作，共同构建了一个高性能、低延迟的网络环境，适用于需要极致速度和效率的高性能计算、数据中心和云计算应用中。