最后更新:2021-11-17 19:01
在云计算和大数据时代,业务的持续增长要求存储系统的IO性能继续增长。 传统的TCP/IP技术涉及通过操作系统和其他软件层处理数据包,以及在系统存储、处理器缓存和网络控制器缓存之间复制数据,给服务器的CPU和记忆造成沉重负担。 特别是网络带宽、处理器速度和记忆带宽之间的严重“不便”加剧了网络延迟效应。 为了减少数据中心内部网络的延误并增加带宽,开发了RDMA技术,使用户国家应用程序能够直接读写到远程记忆,避免数据复制和上下文转换;通过将网络协议仓库从软件移到网络卡硬件,实现高吞吐量、超低时间延迟和低CPU成本。
目前关于以太网的RDMA传输协议是RoCEv2, RoCEv2 UDP协议,该协议以无连接协议为基础,比以TCP为导向的协议更快、不易获取,但其传输不可靠,如果软件包的下降导致RDMA接收的网卡的传输效率较低,RDMA的Go-Back-N再传输机制对此作了界定。
非破坏性网络的设计首先需要对网络交通进行分类,然后为不同类别的交通采用专门的流量控制技术,以便实现准确控制和避免互动。 有两种形式的交通分类:传输层(Layer 2)和网络层(Layer 3,Layer 2 传输 vlan header (802)PCP (802)) 1q.1p 位中的1q.1p 位中的输电层(802) PCP (802) 为COS(服务类别)分类; 将非破坏性网络分为3 级,首先需要对网络交通进行分类,然后对不同类别的交通采取专门的流量控制战略,以便实现准确控制和避免互动。 有两种交通分类形式:传输层(Layer 2)和网络层(Layer 3) 传输层(Layer 2) 和网络层(Layer 802) 1q.1p位中的输电头(802) PC (802) 为CS(服务类别);
Layer2 层流量分类依据的是 vlan tag 中的 3 位 PCP bit,总共有 8 个类别。3 个 bit 是 Header 中第 3 个 byte 的前三位,如下图。在使用 第2层交通量分类时,主机端发出的包需要带有 vlan tag。因此要对网卡配置 vlan,并且设置优先级。因为 L2 层 PFC 需要依靠 vlan,因此包经过三层交换机时可能存在 tag 失效等问题。


图层3利用IP袋端对端端6比特(DSCP)允许64个不同的流程分类,后两个流程分类用作明确的公司标记字段,ECN是一种端到端的流程控制,将在下文讨论。

当开关支持 DSCP 时,建议使用 L3 层的流量控制技术。如上一个演示文中所示, L3 层的控制方法可以连接多层开关,DSCP 值在端到端传输期间不会改变。ROCE 使用UDP 信息进行数据传输,这意味着ROCE 的流量控制使用基于 DSCP 的方法。
IEE 802.1Qbb(基于优先交通控制的重点吹风控制)短期PFC是IEE数据中心桥梁(数据中心桥梁)社区的一种技术,是流动控制的一种改良版本。
考虑 IEE 802.3X (Flow Control) 流量控制机制: 为了防止信息在目的地无法处理时丢失, 收件人必须告诉电文的发件人中止交付。 IEE 802. 3X协议有一个不利之处: 一旦连接中断, 发送人无法发送更多的数据包, 如果链下另一个更高的优先数据流得到保存, 发送人就值得损失。
根据基流量控制IEE 802. 基于3X的增强使以太网链接上8个虚拟频道得以形成,并赋予每个虚拟频道相应的优先权,允许单独中止和重新启动任何虚拟频道,同时允许通过其他虚拟频道畅通无阻。

网络第二层的全氟辛烷磺化物网络中的全氟辛烷磺酰氟利用花瓶中的五氯苯酚槽来区分数据流;在第三层,全氟辛烷磺化物可以同时使用五氯苯酚和DSCP,为各种数据流提供不同的流程控制。 由于使用额外的三层网络,以及由于DSCP值不会在整个端至端传输过程中发生变化,建议将DSCP用于目前的数据中心。
在RDMA网络中采用PFC低能控制机制导致开关港口出现预溢漏流,避免了包件损失,但需要一级抗压、低效率、不公平和长线堵塞。 此外,尽管PFC实现了不通过下游网络设备对上游设备进行漏流控制的目标,但最有效的流量控制应该是管理源主机传输速度。
DCQCN是一种综合流动控制技术,以总机和网页卡上的ECN技术为基础,它使ECN(明确宪法通知)交流机会在网络数据包得到承认时确定数据包,在IP数据包头嵌入轮廓指示,建议客户限制提供数据包的频率,并且是一个端到端的轮廓管理程序。
ECN 使用两个位数的 IP 信头来表示这些位数分别被命名为 ECT 和 CEO Exchange 。 这两个位数是 IP 信头 DSCP 域的 6/7 位数,如图2.所示, 使用 ECN 的数据发送器的 ECN 值为 01 或 10; 不使用 ECN 的数据发送器为 00; 以及 堵塞 11 。


ECN得到发件人发送的IP信息标记(10)的支持。
交换台在排队拥堵中收到这一信息,将ECN域改为11,并发送出去,网络中的其他交流遍及各地。
接收器收到ECN11的电文, 被发现是抽搐, 并正常处理。
在每毫斯级,接收端通过发送 CNP (Convention notation Packetes) 信息产生抽搐通知。 ECN 字段为 01, 表明该信息不能被网络拒绝。 接收端只需将一个CNP 传送到由 ECN 识别为同一 QP 的众多包中即可。
(a) 收到国家进步委员会电文后,交易所通常会将电文传送给国家进步委员会。
收到带有代码01的CNP信息后,发送者对有关流采用速度限制算法(启用 ECN 的QP)。
必须指出,作为集装箱控制信息,从发送者到接收端的每一个装置、从发送者到接收端的连接,都存在一定的延迟,这最终会增加发送者从发送者到接收端的接收时间,如果发送者未能及时放慢速度,仍然可能导致包裹丢失,这一点至关重要。
我们利用DSCP方法对RDMA交通进行了精确控制,对网络的三级网络交通进行分类,通过确定PFC和ECN建立一个无损网络来解决袋损失问题,并确保RDMA网络的吞吐量高、超低时间延迟和地面CPU成本低。

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Wei Kwokwu,清斯托高级研究和发展工程师
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