RDMA技术入门与编程

"本次介绍的主题是‘Intro to RDMA’，由在Mellanox Technologies拥有五年工作经验的Alex Margolin主讲，他是一名专注于集群和超级计算机的高性能计算软件架构师。主要内容包括RDMA（Remote Direct Memory Access）编程APIs，以及内核旁路和传输卸载等技术。此资料可能源于Mellanox的学术课程，旨在教授如何利用RDMA提高云计算基础设施的效率和可扩展性，如微软Azure存储通过RoCE实现的成本节省。" RDMA是一种先进的网络通信技术，它允许远程系统直接访问另一系统的内存，无需通过操作系统内核，从而极大地提高了数据传输速度和系统性能。这种技术在高性能计算（HPC）、大数据分析、云存储等领域有着广泛的应用。 内核旁路和传输卸载是实现RDMA高效性的关键组件。内核旁路是指数据传输过程中避开操作系统内核的处理，减少了上下文切换和拷贝操作，降低了延迟并提高了吞吐量。传输卸载则是将网络协议处理的任务从CPU转移到网络适配器（如网卡），进一步减轻了主机处理器的负担，增强了系统性能。 RDMA编程APIs提供了与硬件交互的接口，使得开发人员能够利用RDMA特性。这些APIs通常包括verbs，它们是一组操作命令，允许应用程序直接控制网络资源。例如，RDMA Write允许一个节点直接写入另一个节点的内存，而无需接收节点的干预；RDMA Read则能从远程内存中读取数据，同样不需要目标节点的参与。 此外，In-Network Operations是RDMA技术的一个重要方面，它允许在网络设备内部执行某些计算任务，进一步减少了数据传输的延迟。例如，网络设备可以处理部分数据包处理或流量控制，从而提高整体系统的响应速度。 结合Azure的案例，RDMA技术在微软的云计算基础设施中起到了关键作用。RoCE（RDMA over Converged Ethernet）使得在40GbE环境下，Azure存储能够实现成本节省和大规模扩展。这表明，通过使用RDMA，云服务提供商可以构建更经济、更弹性的基础设施，支持无限制的云扩展。 RDMA技术通过提供高效的内存访问和数据传输方式，对于构建高效率、低延迟的云计算环境至关重要。了解和掌握RDMA编程APIs，以及内核旁路和传输卸载的概念，对于开发和优化现代数据中心的性能具有重要意义。