iWARP

iWARP — это протокол компьютерной сети , который реализует прямой удаленный доступ к памяти (RDMA) для эффективной передачи данных по сетям Интернет-протокола. Вопреки некоторым сообщениям, ^[1] iWARP — это не аббревиатура. ^[2]

Поскольку iWARP основан на протоколах стандарта Internet Engineering Task Force (IETF) , учитывающих перегрузку, таких как протокол управления передачей (TCP) и протокол передачи управления потоком (SCTP), он предъявляет мало требований к сети и может быть успешно развернут в сети. широкий спектр сред.

История

В 2007 году IETF опубликовал пять запросов на комментарии (RFC), определяющих iWARP:

RFC 5040 Спецификация протокола удаленного прямого доступа к памяти наложена на протокол прямого размещения данных (DDP). Он определяет, как операции отправки, чтения и записи RDMA кодируются с использованием DDP в заголовки в сети.
RFC 5041 « Прямое размещение данных через надежный транспорт» реализован на уровне MPA/TCP или SCTP. Он определяет, как полученные данные могут быть непосредственно помещены в буфер приема протоколов верхнего уровня без промежуточных буферов.
RFC 5042 Протокол прямого размещения данных (DDP) / Протокол удаленного прямого доступа к памяти (RDMAP) Безопасность анализирует проблемы безопасности, связанные с уровнями протоколов iWARP DDP и RDMAP.
RFC 5043 Адаптация прямого размещения данных (DDP) протокола передачи управления потоком (SCTP) определяет уровень адаптации, который включает DDP через SCTP.
Спецификация RFC 5044 Marker PDU Aligned Framing for TCP определяет уровень адаптации, который позволяет сохранять границы записей протокола уровня DDP, наложенные на надежный подключенный поток байтов TCP.

Эти RFC основаны на спецификациях Консорциума RDMA для RDMA через TCP. ^[3] На спецификации Консорциума RDMA влияют более ранние стандарты RDMA, включая архитектуру виртуального интерфейса (VIA) и InfiniBand (IB).

С 2007 года IETF опубликовал три дополнительных RFC, которые поддерживают и расширяют iWARP:

RFC 6580 Реестры IANA для протоколов удаленного прямого размещения данных (RDDP), опубликованный в 2012 году, определяет реестры IANA для кодов ошибок удаленного прямого размещения данных (RDDP), кодов операций и кодов функций.
В документе RFC 6581 Enhanced Remote Direct Memory Access (RDMA) Connection Setting, опубликованном в 2011 году, исправлены недостатки настройки соединения iWARP.
RFC 7306 Расширения протокола удаленного прямого доступа к памяти (RDMA) , опубликованные в 2014 году, расширяют RFC 5040 атомарными операциями и записью RDMA с немедленными данными.

Протокол

Основным компонентом протокола iWARP является протокол прямого размещения данных (DDP), который обеспечивает фактическую передачу без копирования. Сам DDP не осуществляет передачу; базовый протокол (TCP или SCTP) делает это.

Однако TCP не учитывает границы сообщений; он отправляет данные в виде последовательности байтов без учета блоков данных протокола (PDU). В этом отношении сам DDP может лучше подходить для SCTP, и IETF действительно предложил стандарт RDMA вместо SCTP. ^[4] Для запуска DDP через TCP требуется настройка, известная как кадрирование с выравниванием по маркеру PDU (MPA), чтобы гарантировать границы сообщений.

Более того, DDP не предназначен для прямого доступа. Вместо этого отдельный протокол RDMA (RDMAP) предоставляет услуги для чтения и записи данных. Таким образом, вся спецификация RDMA over TCP на самом деле представляет собой RDMAP over DDP либо MPA/TCP, либо SCTP. Все эти протоколы могут быть реализованы аппаратно.

В отличие от IB, iWARP обеспечивает только надежную подключенную связь, поскольку это единственная услуга, предоставляемая TCP и SCTP. В спецификации iWARP отсутствуют другие функции IB, такие как операция «Отправка с немедленными данными». С помощью RFC 7306 IETF работает над сокращением этих упущений.

Выполнение

Поскольку реализация стека TCP в ядре может рассматриваться как узкое место, протокол обычно реализуется в аппаратных контроллерах сетевого интерфейса RDMA (rNIC). Поскольку простые потери данных редки в тесно связанных сетевых средах, механизмы исправления ошибок TCP могут выполняться программным обеспечением, в то время как более часто выполняемые соединения обрабатываются строго логикой, встроенной в rNIC. Точно так же соединения часто полностью устанавливаются программным обеспечением, а затем передаются на оборудование. Более того, обработка конкретных деталей протокола iWARP обычно изолирована от реализации TCP, что позволяет использовать rNIC как для разгрузки RDMA, так и для разгрузки TCP (при поддержке традиционных приложений TCP/IP на основе сокетов). Часть аппаратной реализации, используемая для реализации протокола TCP, известна как механизм разгрузки TCP (TOE).

TOE сам по себе не предотвращает копирование на стороне приема и должен быть объединен с оборудованием RDMA для получения результатов с нулевым копированием. Спецификация RDMA/TCP представляет собой набор различных проводных протоколов, предназначенных для аппаратной реализации (хотя кажется возможным эмулировать ее в программном обеспечении для совместимости, но без повышения производительности).

Интерфейсы

iWARP — это протокол, а не реализация, но он определяет поведение протокола с точки зрения допустимых для протокола операций, известных как глаголы. Таким образом, iWARP не имеет единого стандартного интерфейса программирования. Однако программные интерфейсы, как правило, очень близко соответствуют глаголам.

Было предложено несколько программных интерфейсов, включая OpenFabrics Verbs, Network Direct, uDAPL, kDAPL, IT-API и RNICPI. Реализации некоторых из этих интерфейсов доступны для разных платформ, включая Windows и Linux.

Доступные услуги

Сетевые услуги, реализованные через iWARP, включают те, которые предлагаются в OpenFabrics Enterprise Distribution (OFED) OpenFabrics Alliance для операционных систем Linux и Microsoft Windows через Network Direct.

NVMe через фабрики (NVMeoF)
Расширения iSCSI для RDMA (iSER)
Прямой блок сообщений сервера (SMB Direct)
Протокол прямого сокета (SDP)
Протокол SCSI RDMA (SRP)
Сетевая файловая система через RDMA (NFS через RDMA)
GPUDirect

Продавцы

Популярные поставщики оборудования с поддержкой iWarp включают:

См. также

RDMA через конвергентный Ethernet

Ссылки

^ «Понимание iWARP: обеспечение низкой задержки в Ethernet» (PDF) . Интел . 24 ноября 2015 г. Проверено 7 сентября 2018 г.
^ «Часто задаваемые вопросы о консорциуме RDMA» .
^ «Консорциум РДМА» . 17 декабря 2009 г. Проверено 23 августа 2017 г.
^ Рашти, Мохаммед Дж.; Афсахи, Ахмад (март 2007 г.). «10-Gigabit iWARP Ethernet: сравнительный анализ производительности InfiniBand и Myrinet-10G» . 2007 Международный симпозиум IEEE по параллельной и распределенной обработке . стр. 1–8. дои : 10.1109/IPDPS.2007.370480 . ISBN 978-1-4244-0909-9 . S2CID 2279387 .

Внешние ссылки

Альянс OpenFabrics в Лаборатории совместимости Университета Нью-Гэмпшира — тестирование на устройствах iWARP
Хартия удаленного прямого размещения данных (IETF)
MPI-SCTP: Использование протокола передачи управления потоком для параллельных программ, написанных с использованием интерфейса передачи сообщений. Архивировано 2 октября 2009 г. на Wayback Machine (01 сентября 2008 г.).
Транспортный протокол удаленного прямого доступа к памяти SMB2 (RDMA) (01.06.2017)

[1] «Понимание iWARP: обеспечение низкой задержки в Ethernet» (PDF) . Интел . 24 ноября 2015 г. Проверено 7 сентября 2018 г.

[2] «Часто задаваемые вопросы о консорциуме RDMA» .

[3] «Консорциум РДМА» . 17 декабря 2009 г. Проверено 23 августа 2017 г.

[4] Рашти, Мохаммед Дж.; Афсахи, Ахмад (март 2007 г.). «10-Gigabit iWARP Ethernet: сравнительный анализ производительности InfiniBand и Myrinet-10G» . 2007 Международный симпозиум IEEE по параллельной и распределенной обработке . стр. 1–8. дои : 10.1109/IPDPS.2007.370480 . ISBN 978-1-4244-0909-9 . S2CID 2279387 .

[1]

[2]

[3]

[4]