InfiniBand技术与DDS解析：高性能计算的互连技术

"InfiniBand技术是一种高性能的互连技术，主要用于集群式超级计算机，由多家大厂商如Cisco、IBM、HP等支持。它在2005年后在高性能计算领域广泛使用，并且是RDMA（Remote Direct Memory Access）技术的一种实现方式，包括RoCE（RDMA over Converged Ethernet）和iWARP（Internet Wide Area RDMA Protocol）。RDMA允许数据直接在远程系统的内存和本地系统之间传输，无需操作系统介入，提高了效率和带宽利用率。此外，InfiniBand架构还包括Memory Verbs和Message Verbs等传输接口，以及RDMA原语、队列对（QP）、完成事件和传输类型等组件。InfiniBand协议结构分为物理层、链路层和网络层，其中物理层处理信号传输，链路层负责错误检测和纠正，网络层则处理路由和寻址。" InfiniBand技术起源于1999年，作为一种高速通信技术，最初发展较慢，但随着技术的进步和大公司的加入，逐渐成为高性能计算(HPC)领域的主流选择。在Top 500超级计算机列表中，许多系统都采用了InfiniBand Architecture (IB)。其主要竞争对手包括Rapid I/O、PCI-X、PCI-E和FC，以及以太网，尤其是随着以太网速度从1Gbps提升至10Gbps。 RDMA是InfiniBand的关键特性之一，它允许数据在两个系统间直接交换，绕过操作系统内核，减少了CPU负载并提高了数据传输速度。RDMA有两种主要实现：RoCE和iWARP。RoCE将RDMA功能集成到融合以太网中，而iWARP则是通过TCP/IP协议栈实现RDMA功能，适用于更广阔的网络环境。 InfiniBand技术的优势在于高带宽、低延迟和低CPU利用率。它提供了四种类型的操作：RDMA读、RDMA写、原子操作和消息传递。这些操作通过内存 verbs ( verbs )进行，如Memory Verbs（用于数据传输）和Message Verbs（用于消息传递）。RDMA传输的核心组件包括RDMA原语、队列对（用于数据传输的上下文）和完成事件（通知传输结束）。 InfiniBand协议架构包括三个层次：物理层负责物理介质的传输，链路层处理错误检测和纠正，使用简单的帧结构；网络层则类似于IP网络，但更专注于提供低延迟和高吞吐量。这一设计使得InfiniBand在高并发和大数据量传输的应用场景中表现出色。 InfiniBand技术及其支持的RDMA技术是现代高性能计算和数据中心互连的重要组成部分，它们提供了一种高效、低延迟的数据传输方式，尤其适用于需要大量数据交换的领域，如科学计算、大数据分析和云计算。随着技术的不断发展，InfiniBand有望在更多的应用中发挥其优势。