如何明智的选择最对自己最合适的RDMA网卡

作者：天博克罗地亚  时间:2024-09-18 19:58:29

  通讯市场上刮起一股旋风，特别是阿里、腾讯、浪潮、超微、联想等一些互联网巨头企业在服务器上大量部署RDMA网卡。2019年，据官方数据报道，天猫双11当天成交额达到2684亿元，订单创新峰值达到54.4万笔/秒，单日数据处理量达到970PB，这个惊为天人的数值出现，再一次将RDMA网卡的应用推上

  但是很多用户表示，看着这数据很牛逼，但是RDMA网卡到底在实际环境中是如何应用的，则是表示一头雾水。实际上对于RDMA网卡的实际应用，并没有大家想象中的那么神秘，RDMA网卡的出现，其实就是未解决服务器端数据处理延迟而产生的，也就是说，RDMA网卡诞生的使命，就是降低CPU负荷，提高网络吞吐量，降低网络延迟。

  RDMA（英文全称：RemoteDirect MemorAccess），意思是远程直接内存访问，这种技术是一种最早应用于高性能计算领域的网络通讯协议，目前已在数据中心逐渐普及。RDMA允许用户程序绕过操作系统内核（CPU），直接和网卡交互进行网络通信，从而提供高带宽和极小时延。所以RDMA网卡的工作原理是，与传统的TCP/CP网卡相比，RDMA网卡省略了内核（CPU）的参与，所有数据的传输直接从应用程序到达网卡。

  1. Infiniband是一种专为RDMA量身定做的网络协议，可以从硬件级别上保证数据传输的可靠性。虽然InfiniBand技术规格及标准规范在2000年正式发表，但InfiniBand Architecture(IBA)在集群式超级计算机上得到普遍应用的时间却是在2005年以后。发展缓慢的最大缘由是Infiniband要求从L2到L4到要自己的专用硬件，企业成本非常高，现在做InfiniBand网络的厂商主要是Mellanox。

  2. RoCE是一个允许在以太网上执行RDMA的网络协议，可分为RoCE v1和RoCE v2，很多网友认为RoCE本身的架构是InfiniBand嫁接过来的，因为RoCE较低的网络标头是以太网标头，较高的网络标头是InfiniBand标头。是Mellanox(支持RoCE v1)为符合市场需求推出的低成本的InfiniBand网络。

  RoCE网络要求有无损以太网才能实现低延迟运行，也这在某种程度上预示着集成到网络中的以太网交换机必须支持数据中心桥接(DCB)和优先流控制(PFC)机制，以此才能维持无损流量。但无损以太网的难点在于，在现代化的企业环境中配置是一个复杂的流程，并且可扩展性会受到很大的局限，不过这对于财力雄厚的企业来说不是问题。其次，RoCE对于机架服务器或者主机，则直接用网卡就可以。

  3. iWARP 是一个允许在TCP上执行RDMA的网络协议，它的优点是能够运行在当今的标准TCP/IP网络中，只需要采购支持iWARP的网卡就能够使用RDMA，对于财务预算略低的小企业来说，尤为适用。但它的缺点在于在性能上略差于RoCE，毕竟一分价钱一分货，这一个道理从古至今一直适用。

  常言道，货比三家，对于RDMA网卡品牌选择的同样适用。纵观全球市场，现在做RDMA网卡的品牌厂商主要有三大巨头企业，分别是Marvell、intel、Mellanox，其中Marvell是收购的Qlogic品牌，Mellanox被英伟达收购。

  话说回来，在RDMA网卡上我们如何明智的选择品牌厂商？首先我们大家都知道Mellanox的Infiniband网络是RDMA网卡性能最好的代表，可以从硬件传输上保证可靠性，但要求整个生态环境必须配备专用的硬件，虽然现在已经发布支持以太网的RDMA网卡，但是这种RDMA网卡只支持RoCE v1，这就要求交换机上一定要满足优先流控制(PFC)机制，成本昂贵，就这一项，已将绝大多数数据中心企业排除在门外。

  剩下的就只有RoCE v2和iWARP，Intel是美国一家主要做CPU处理的公司，在800系列的以太网控制器上已支持RDMA性能（RoCE v2和iWARP协议），RoCE v2是RoCE v1的升级版，最大的改进是支持IP路由，其中iWARP协议最大的特点是可以在任意IP网络上运行，不再局限相关硬件配套设备的兼容性，从这一点上来看，Intel 公司和Mellanox公司相比，Intel的RDMA网卡更具有生态兼容性以及性价比性。

  Marvell我们前面讲过，他是收购的Qlogic品牌，Qlogic品牌在光纤通道市场拥有绝对的话语权，全球众多企业客户都采用QLogic的方案，在RDMA上，Qlogic和Intel一样做到做到对RoCE和iWARP不存在任何偏见，客户能够在同一个适配器上同时使用RoCE和iWARP协议，只是目前Marvell公司对外发布声明，明年以太网网络控制器将停产，这是一个非常遗憾的消息。

  除上述三大巨头企业外，国内仍有很多具有雄厚自主研发能力的RDMA网卡厂商，比如说深圳市联瑞电子有限公司。2019年，深圳市联瑞电子有限公司（以下简称：LR-LINK联瑞）与Marvell达成战略合作伙伴关系，凭借Qlogic在光纤通道的强大实力，打造专供于服务器领域的RDMA网卡。主要推出的有双口/四口万兆网卡（型号：LRES1004PF-2SFP+，LRES1005PF-4SFP+），25G服务器网卡、万兆和25G OCP 3.0网卡等，由于Marvell以太网网络控制器明年将停产，所以目前LR-LINK联瑞现存的Marvell网卡（RDMA功能）更多供老客户订购。

  除此之外，2020年6月以后，LR-LINK联瑞开始慢慢地自主研发基于Intel 800系列的以太网卡适配器，目前已正常销售的成品有100G双光口服务器网卡，100G单光口服务器网卡，25G双光口服务器网卡；目前在研年底上市的有25G四光口服务器网卡，25G双光口OCP3.0网卡和100G双光口OCP 3.0网卡等，在性能上均具有低延迟，高网络吞吐量，节约CPU开销等优异特性，支持RDMA功能。

  未来，伴随企业领域对数据中心数据处理需求的高速飞涨，LR-LINK将持续发挥行业优势，创新研发更多具备高性能、高吞吐量、低延迟等特性网卡，始终致力为全球客户提供卓越性能的专业网卡解决方案。

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