InfiniBand网络结构详解：层次划分与关键技术

InfiniBand网络结构分析深入探讨了这种高性能的网络技术，它在服务器硬件平台中扮演着关键角色。作为新一代I/O标准，InfiniBand旨在提升网络性能，保留了PCI总线的高带宽和低延迟特性，并支持多达64000个可寻址设备。与基于IP的以太网基础设施不同，InfiniBand采用了独特的寻址机制和协议，不支持传统的socket接口，这意味着在许多依赖IP协议的系统环境中，InfiniBand可能不是单一的互连选择，尤其是在群集中可能需要结合以太网进行管理和控制。 InfiniBand网络协议结构遵循分层设计，类似于TCP/IP，每一层都有明确的功能分工。物理层（Layer 1）定义了比特信号的传输方式，包括信号的组成、帧、数据符号以及数据填充，还涉及构建有效数据包的信令协议。这一层关注的是传输介质和连接设备的基础通信规则。 链路层（Layer 2）负责数据包的格式和操作，包括流控制、路由选择、编码和解码，确保数据的准确传输。在这个层次，InfiniBand使用LRH（本地路由标识符）、GRH（全局路由标识符）和BTH（基本传输标识符）来标识和路由数据包。 网络层（Layer 3）引入了GRH，这是一种40字节的全球路由报头，用于数据包的路由决策。路由器仅进行可变的CRC校验，确保端到端数据完整无损。这与传统的IP路由有所不同，减少了路由计算的开销。 传输层（Layer 4）是协议栈中的关键环节，它将数据包发送到特定的Queue Pair（队列对），并指导数据处理策略。此外，如果数据包超过通道最大传输单元（MTU），传输层会进行必要的分段和重组操作，以适应网络的传输需求。 总结来说，InfiniBand网络结构的特点是高度定制化，每一层都专注于特定任务，这使得它在处理大规模并发、低延迟和高性能应用时表现出色。然而，由于不兼容传统IP应用，它在部署时需要与现有的网络基础设施进行适当的整合，以实现最佳的性能和成本效益。