用于存储和融合数据中心的InfiniBand网络技术

日期: 2012-12-03 作者:Jeff Byrne翻译:李志明 来源:TechTarget中国 英文

InfiniBand网络技术已经从作为高性能计算的基础,不断扩张,从当今企业级数据中心不断取得更多的主流应用案例。 InfiniBand网络技术在高速交换架构技术方面一直扮演一个关键角色。InfiniBand把大型计算节点的集群更紧密的结合以大大加速系统性能,在高性能计算(high-performance computing,HPC)领域取得稳定的进展。尽管InfiniBand具有高带宽、低延迟和总体效能的优势,但它在获得更广泛的接受方面一直面临挑战。

但现在,正如我的同事Mike Matchett最近在一份Taneja Group报告中提到的,除HPC以外的一些重大的应用案例正在涌现,使得In……

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InfiniBand网络技术已经从作为高性能计算的基础,不断扩张,从当今企业级数据中心不断取得更多的主流应用案例。

InfiniBand网络技术在高速交换架构技术方面一直扮演一个关键角色。InfiniBand把大型计算节点的集群更紧密的结合以大大加速系统性能,在高性能计算(high-performance computing,HPC)领域取得稳定的进展。尽管InfiniBand具有高带宽、低延迟和总体效能的优势,但它在获得更广泛的接受方面一直面临挑战。但现在,正如我的同事Mike Matchett最近在一份Taneja Group报告中提到的,除HPC以外的一些重大的应用案例正在涌现,使得InfiniBand成为企业级数据中心核心的一个即便不是必然也是具有吸引力的选择。

InfiniBand是一种通过在中央管理之下的扁平交换互连架构中进行传输的网络互连协议。它区别于以太网(Ethernet),从设计伊始就是超低延迟、高吞吐量和无损传输。InfiniBand适合旨在减少物理计算资产整体的部署数量并将其它资产引入到同类环境的数据中心整合架构。因为它能够在单一缆线上同时支持多个高等级协议,并且提供高密度基础设施所需的高带宽。因此它很自然地成为在任何高度虚拟计算环境中担当高性能和灵活互通角色的一种“虚拟化”联网选择。

当InfiniBand不断在带宽、延迟性以及继而在总体成本方面超越以太网的时候,它慢慢地并稳定地获得数据中心架构的接受。当我们谈到最终用户的时候,很明显,一些新的InfiniBand技术的应用案例不断上榜,例如:

大数据和大数据库的提供

•虚拟云基础设施

•Web层面的应用

•横向扩展(scale-out)共享的存储

应用案例1:大数据获得大动力

类似Oracle的Exadata之类的厂商定制的商业智能和可伸缩大数据应用多年来一直在后端内部部署InfiniBand。对于这类需要高计算密度和大量内部数据流的横向扩展型应用,InfiniBand是理想的架构解决方案。

部署开源的Hadoop或者与Hadoop类似应用的用户应当注意到,如果通过InfiniBand互连,他们的"白盒"(white box)大数据集群该是多么的强劲。与10Gbps以太网(10GbE)相比,在一个Hadoop集群内使用的InfiniBand可以将分析性的吞吐量翻番,所以,由于需要更少的节点并且/或者分析更快,自然节省下来的费用通常多于增加的架构的成本。

由于数据的规模和种类都不断增长,高性能数据的移动始终会是数据中心网络的一个挑战,而InfiniBand的高吞吐量和低延时使其成为一个不可抗拒的选择。

应用案例2:虚拟I/O用于虚拟化数据中心

为了满足虚拟环境中任务关键型应用的可用性和性能要求,IT人员必须将整个I/O数据路径虚拟化,包括共享的存储和连接的网络。然后,虚拟I/O必须支持多协议和动态重新配置。

为了使运行任务关键型应用的虚拟机具有机动性,一台虚拟机无论放到哪里,都必须能够无缝地、快速地获得整个网络和存储的"透视图"。这意味着支持这台虚拟机的物理架构必须平等连接并且在每一台主机上都具有此能力。但由于各个主机通常有各种不同的物理适配器和物理网络连接,"液化"虚拟机移动是一项挑战。一种类似InfiniBand的融合的、扁平的网络架构提供了可以按需进行逻辑切割和动态供给的单一的、巨型的"粗管"(fat pipe),使其适合高密度、高机动的虚拟化实施。

应用案例3:横向扩展Web需要紧密的互连

Web规模的应用需要一个基础设施,不仅支持虚拟化、类似云计算的资源,而且无论目前数据流或者互连要求如何都支持额外的机动性和灵活性以便进行动态重新配置。这时,InfiniBand的单层地址空间(flat address space)为服务提供商和基于Web的大型企业提供了便利。

对于那些数据流量小并且为数众多(例如随机存储写入、memcached/RDMA、消息排队)的应用,将网络延时减半可以把应用层面的性能和吞吐量改善至相同或以上比例,大大降低对基础设施的要求,显著的节省成本。

应用案例4:共享和融合推进(数据)密度

当数据中心密度变的越来越大时,用户可以通过部署前端互连而腾出更多的资产来满足后端的功能。换言之,如果InfiniBand是高性能、横向扩展存储子系统的内部选择,它也应该作为与该存储的前端连接。

在最近扩展服务器端存储方面的这种转变,如果不仅仅是需要更多高级缓存的话,将需要一种类似InfiniBand的互连架构。要么与其它服务器直接共享数据,要么与外部共享存储设备紧密集成。将存储和服务器基本融合的最终结果也造成前端存储I/O和后端存储I/O的融合,而InfiniBand网络技术在这两处都扮演突出的作用。

InfiniBand过去仅适用HPC和其它少数专门需求。但虚拟化、云计算和大数据的需求正在把InfiniBand提升成为一种架构解决方案。

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