RDMA网卡在实际环境中的应用

  摘要：近些年来，RDMA网卡的技术应用在全球以太网通讯市场上刮起一股旋风，特别是在阿里、腾讯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网卡的应用推上话题的顶峰。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，则是表示一脸懵逼。哈哈哈，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。那么，在实际中，RDMA网卡到底是如何应用的，下面，就像小编带领着大家一层一层揭开RDMA网卡的神秘面纱。提到RDMA网卡，首先就必须提RDMA是个什么东东?

  近些年来，RDMA网卡的技术应用在全球以太网通讯市场上刮起一股旋风，特别是在阿里、腾讯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网卡的应用推上话题的顶峰。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，则是表示一脸懵逼。哈哈哈，其实对于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，实际上是为了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。那么，在实际中，RDMA网卡到底是如何应用的，下面，就像小编带领着大家一层一层揭开RDMA网卡的神秘面纱。提到RDMA网卡，首先就不得已提RDMA是个什么东东?

  RDMA（英文全称：Remote Direct Memory Access），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，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。

  2.RoCE是一个允许在以太网上执行RDMA的网络协议，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。

  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。对于Qlogic品牌，相信我们大家都不陌生，Qlogic一家拥有悠久历史的专业提供光纤通道主机适配器(HBAs)、嵌入式光纤通道交换机、堆叠式光纤通道交换机为一体的顶级高速存储网络解决方案提供商，它的产品组合一直是全球企业数据中心首选，比如IT行业中的思科、戴尔、EMC、惠普、IBM、NEC公司等都一直采用QLogic的方案。

  话说回来，我们最终该怎么样选择RDMA网卡品牌厂商？且听我细细给大家一起分析，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，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和iWARP，intel是美国一家主要做CPU处理的公司，其最新的以太网产品系列中部分高速率网卡已支持RDMA性能，但其要求在使用RDMA网卡协议的时候，需要对相应的硬件进行升级，否则会在某些特定的程度上影响RDMA性能，产品价格也相比来说较高。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有效地做到对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，从客户的立场来说这一点非常重要。

  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。同时，LR-LINK联瑞也成为国内第一家自主研发生产RDMA网卡的厂商。LR-LINK联瑞RDMA网卡采用Qlogic主控方案，可支持RoCE、RoCE v2、iWARP功能协议，与intel X520,X710,XX710主控芯片相比，Qlogic主控方案是业界唯一可实现通用RDMA技术，并行RoCE和iWARP协议的10/25GBE网卡。

  在性能上具有低延迟，高网络吞吐量，节约CPU开销等优异特性，在研发测试中，实时迁移成本，使用RDMA网卡的CPU占有率是TCP/IP的1/4倍。在国内市场上，LR-LINK联瑞目前推出的RDMA网卡主要是双口/四口万兆网卡（型号：LRES1004PF-2SFP+，LRES1005PF-4SFP+）。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联瑞将向25G、40G，甚至更高速率的RDMA网卡研发道路发展，致力为全球客户提供卓越性能的以太网卡解决方案。

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