一文带你了解什么是RDMA

一文带你了解什么是RDMA

引用

CSDN

1.

https://m.blog.csdn.net/m0_63168877/article/details/140445083

RDMA（远程直接内存访问）是一种起源于高性能计算领域的通信技术，如今已广泛应用于数据中心。该技术使得用户程序能够绕过操作系统内核及CPU，直接与网络接口卡（NIC）交互，实现网络通信。这种方式不仅大幅提升了通信带宽，还显著降低了网络延迟，优化了整体性能。

一、什么是RDMA ？

1.1 DMA Engine

1.1.1 工作原理：

DMA（Direct Memory Access，直接内存访问）引擎允许硬件设备在没有CPU干预的情况下直接读写主内存。这种机制可以显著提高数据传输效率，因为CPU不需要为每个数据传输操作中断当前任务。

1.1.2 DMA的类型：

• 循环DMA：在数据传输过程中，DMA控制器会不断循环读取数据，直到传输完成。
• 单次DMA：DMA控制器只执行一次数据传输操作。
• 链式DMA：通过链表结构管理多个DMA传输请求，实现连续的数据传输。

1.1.3 应用场景：

DMA技术广泛应用于各种需要高效数据传输的场景，如磁盘I/O、网络通信、图形处理等。

1.1.4 优势与挑战：

• 优势：提高数据传输效率，降低CPU负载。
• 挑战：需要精确控制数据传输过程，避免数据冲突和错误。

1.2 RDMA

1.2.1 工作原理：

RDMA技术允许远程计算机直接读写本地计算机的内存，而无需通过操作系统内核或CPU。这种机制可以实现低延迟、高带宽的网络通信。

1.2.2 RDMA的类型：

• 基于硬件的RDMA：通过专用硬件实现RDMA功能。
• 基于软件的RDMA：通过软件模拟实现RDMA功能。

1.2.3 应用场景：

RDMA技术主要应用于高性能计算、大数据处理、云计算等需要高效网络通信的场景。

1.2.4 优势与挑战：

• 优势：低延迟、高带宽、低CPU占用。
• 挑战：需要支持RDMA的硬件和网络基础设施。

二、RDMA优势

RDMA技术的主要优势包括：

• 低延迟：由于绕过了操作系统内核和CPU，RDMA可以实现极低的通信延迟。
• 高带宽：RDMA可以充分利用网络带宽，实现高速数据传输。
• 低CPU占用：由于数据传输过程不需要CPU干预，RDMA可以显著降低CPU负载。

三、RDMA三种协议

3.1 InfiniBand (IB)

InfiniBand是一种高性能的互联技术，专门设计用于高性能计算环境。它提供了极低的延迟和极高的带宽，是RDMA技术的早期实现之一。

3.2 RDMA over Converged Ethernet (RoCE)

RoCE是一种将RDMA技术应用于以太网的技术。它允许在标准以太网上实现低延迟、高带宽的通信，具有良好的兼容性和可扩展性。

3.3 Internet Wide Area RDMA Protocol (iWARP)

iWARP是一种基于TCP/IP的RDMA协议，可以在广域网上实现RDMA通信。它提供了良好的可靠性和安全性，适用于远程数据中心之间的通信。

四、RDMA网卡情况

RDMA技术的实现需要专门的硬件支持，即RDMA网卡。目前市场上主要有以下几种类型的RDMA网卡：

• 基于InfiniBand的网卡：提供最高的性能，主要用于高性能计算环境。
• 基于RoCE的网卡：兼容性好，适用于标准以太网环境。
• 基于iWARP的网卡：适用于广域网环境，提供良好的可靠性和安全性。

选择合适的RDMA网卡需要根据具体的应用场景和需求来决定。