InfiniBand技术详解：服务器互连与存储优势

"InfiniBand网络结构分析2" InfiniBand是一种高性能的互连技术，最初在2000年发布，主要用于加强服务器之间的连接，并支持与远程存储和网络设备的通信。尽管其发展初期面临来自Rapid I/O、PCI-X、PCI-E和FC等竞争技术的挑战，但随着时间的推移，特别是在高性能计算（HPC）、企业数据中心和云计算领域，InfiniBand已成为主流技术之一。 InfiniBand网络结构由五个层次构成： 1. **物理层**：这是网络最基础的层次，负责传输原始比特流。InfiniBand提供了多种数据速率，如SDR（Single Data Rate）、DDR（Double Data Rate）、QDR（Quad Data Rate）、FDR（Fourteen Data Rate）和EDR（Enhanced Data Rate），这些速率的提升使得数据传输速度不断提高，达到56Gbps甚至更高。 2. **链路层**：链路层管理物理层的错误检测和纠正，实现数据帧的传输。它包括了InfiniBand的高级链接层（Advanced Link Layer, ALL）和基础链接层（Base Link Layer, BLL）。ALL处理流量控制和错误恢复，BLL则负责数据编码和解码。 3. **网络层**：InfiniBand的网络层称为路由层（Routing Layer, RL），它处理地址解析和数据包的路由。通过使用虚拟通道（Virtual Lanes, VLs），InfiniBand可以为不同类型的通信提供独立的路径，从而实现服务质量（QoS）控制。 4. **传输层**：传输层负责端到端的数据传输，包括可靠的传输服务和直接内存访问（DMA）。InfiniBand的传输层分为两个子层，传输头层（Transport Header Layer, THL）和传输服务层（Transport Services Layer, TSL）。THL处理数据包头的形成，而TSL处理连接管理和数据传输。 5. **上层协议**：InfiniBand支持多种上层协议，如RDMA（Remote Direct Memory Access）协议，其中iSER（Internet SCSI Extensions for RDMA）已被IETF标准化，允许高效、低延迟的存储访问。此外，HPC领域的并行文件系统，如HPE Scalable File System (SFS) 和IBM GPFS，也是建立在InfiniBand网络之上的。 InfiniBand相对于光纤通道（FC）的优势在于更高的性能和更低的延迟。例如，InfiniBand的交换机延迟仅为FC的十分之一，而且其吞吐量是FC的3.5倍。这使得InfiniBand在存储系统和服务器之间的连接，特别是FC/IPSAN、NAS和iSCSI RDMA应用中得到广泛应用。许多知名厂商，如IBM、HP、Cisco等，都在其产品中采用了InfiniBand技术。 InfiniBand的低延迟特性得益于其基于链路层的流控机制，这种机制能够有效地管理网络拥堵，确保数据传输的高效性。此外，虚通道机制允许多个逻辑通道共享物理链路，进一步增强了网络的灵活性和性能。 InfiniBand技术以其高带宽、低延迟和灵活的QoS策略，成为了高性能计算和数据中心环境中不可或缺的一部分。随着技术的不断演进，更高的数据速率（如HDR和NDR）将进一步提升InfiniBand的性能，满足未来对高速数据传输的需求。