Mellanox (NVIDIA) MCX556A-ECAT Server Network Adapter Τεχνική λύση: Διαβίβαση χαμηλής καθυστέρησης RDMA/RoCE

Τα σύγχρονα κέντρα δεδομένων βρίσκονται υπό τεράστια πίεση για να χειριστούν εκθετικά αυξανόμενους όγκους δεδομένων, διατηρώντας ταυτόχρονα χρόνο απόκρισης μικρότερο από ένα χιλιοστόλεπτο για κρίσιμες εφαρμογές.Οι παραδοσιακές αρχιτεκτονικές δικτύων που βασίζονται σε TCP/IP πρωτόκολλα παλεύουν να συμβαδίσουν, δεδομένου ότι επιβάλλουν σημαντικά έξοδα CPU και εισάγουν καθυστέρηση που υποβαθμίζει τις επιδόσεις των εφαρμογών.συγκεντρώσεις κατάρτισης τεχνητής νοημοσύνης (ΤΝ), κατανεμημένες βάσεις δεδομένων και οικονομική ανάλυση σε πραγματικό χρόνο.

The core requirement identified by network architects and operations leaders is the need for a network infrastructure that can deliver RDMA (Remote Direct Memory Access) capabilities over standard Ethernet fabricsΑυτό θα επέτρεπε την άμεση μεταφορά δεδομένων από μνήμη σε μνήμη, παρακάμπτοντας τον πυρήνα του λειτουργικού συστήματος και μειώνοντας δραστικά τόσο την καθυστέρηση όσο και την αξιοποίηση του CPU.οικονομικά αποδοτικό, και συμβατό με τα υπάρχοντα εργαλεία διαχείρισης.

Η προτεινόμενη τεχνική λύση αξιοποιεί ένα lossless Ethernet fabric που έχει σχεδιαστεί για να υποστηρίζει την κίνηση RoCE (RDMA over Converged Ethernet).παρέχοντας μη αποκλεισμόΣτο επίκεντρο αυτού του σχεδιασμού βρίσκονται κόμβοι διακομιστών υψηλής απόδοσης εξοπλισμένοι με τους προσαρμογείς δικτύου Mellanox (NVIDIA) MCX556A-ECAT.

Ο ιστός δικτύου είναι διαμορφωμένος με προηγμένους μηχανισμούς QoS, συμπεριλαμβανομένου του ελέγχου προτεραιότητας ροής (PFC) και της ρητής ειδοποίησης συμφόρησης (ECN),για τη δημιουργία ενός περιβάλλοντος χωρίς απώλειες που είναι απαραίτητο για την κυκλοφορία RoCE v2Αυτό εξασφαλίζει ότι η κίνηση RDMA κυλά ομαλά χωρίς πτώσεις πακέτων, οι οποίες διαφορετικά θα προκαλούσαν σοβαρή υποβάθμιση της απόδοσης.Οι συστάδες αποθήκευσης και υπολογισμού συνδέονται μεταξύ τους μέσω αυτού του ενιαίου υλικού, επιτρέποντας την ενοποίηση χωριστών δικτύων αποθήκευσης και δεδομένων (LAN και SAN) σε μία ενιαία υποδομή υψηλής ταχύτητας.

Η NVIDIA Mellanox MCX556A-ECAT χρησιμεύει ως το κρίσιμο τελικό σημείο σε αυτή την αρχιτεκτονική.δεν είναι απλώς μια διεπαφή δικτύου αλλά μια εξελιγμένη μονάδα επεξεργασίας δεδομένωνΟ πρωταρχικός του ρόλος είναι να ενεργοποιεί και να επιταχύνει το RDMA μέσω του συγκλίνουμενου ιστού Ethernet.Απελευθερώνει τους πυρήνες CPU του διακομιστή για την επεξεργασία εφαρμογών, συμβάλλοντας άμεσα στον στόχο της βελτίωσης της απόδοσης των διακομιστών.

Τα βασικά χαρακτηριστικά που αξιοποιούνται σε αυτή τη λύση περιλαμβάνουν:

• Εγκατάσταση RoCE v2 βασισμένη σε υλικό:Η κάρτα δικτύου PCIe προσαρμογής MCX556A-ECAT ConnectX υλοποιεί ολόκληρη τη συστοιχία RoCE v2 στο υλικό.απαραίτητο για εφαρμογές ευαίσθητες στις επιδόσεις.
• Πληροφοριακή ταχύτητα:Με υποστήριξη PCIe 3.0/4.0, η κάρτα μεγιστοποιεί την ροή δεδομένων μεταξύ του δικτύου και της μνήμης του οικοδεσπότη.Χαρακτηριστικά όπως το PCIe TLP (Transaction Layer Packet) επεξεργασία offload μειώνει περαιτέρω την καθυστέρηση και βελτιώνει τη συνολική απόδοση του συστήματος.
• Υποστήριξη προηγμένης εικονικοποίησης:Ο προσαρμογός παρέχει SR-IOV, επιτρέποντας την ανάθεση πολλαπλών εικονικών λειτουργιών απευθείας σε εικονικές μηχανές, παρέχοντας σχεδόν εγγενή απόδοση για εικονικά περιβάλλοντα.
• Συνολική παρακολούθηση των επιδόσεων:Περιλαμβάνει μετρητές υλικού και υποστήριξη για τυποποιημένα εργαλεία παρακολούθησης, επιτρέποντας στους διαχειριστές να παρακολουθούν βασικές μετρήσεις όπως η κίνηση RoCE, τα γεγονότα συμφόρησης και οι πτώσεις πακέτων.

Η εφαρμογή της λύσης αυτής περιλαμβάνει μια σταδιακή προσέγγιση για τη διασφάλιση ελάχιστης διαταραχής.Μια τυπική τοπολογία περιλαμβάνει τη σύνδεση διακομιστών που είναι εξοπλισμένοι με το MCX556A-ECAT σε διακόπτες κορυφής (ToR) που υποστηρίζουν RoCE και PFCΑυτοί οι διακόπτες ToR συνδέονται στη συνέχεια με ένα μη αποκλειστικό ιστό της σπονδυλικής στήλης.

Για τα υφιστάμενα κέντρα δεδομένων, συνιστάται η σταδιακή ανάπτυξη, ξεκινώντας από τα πιο κρίσιμα για την απόδοση ομάδες εφαρμογών.Η συμβατότητα εξασφαλίζεται καθώς το MCX556A-ECAT είναι συμβατό με ένα ευρύ φάσμα λειτουργικών συστημάτων (Linux).Όταν η κλίμακα του cluster, προσθέτοντας νέους κόμβους με τον ίδιο προσαρμογέα εξασφαλίζει σταθερή απόδοση.η αρχιτεκτονική μπορεί να κλιμακωθεί προσθέτοντας περισσότερα διακόπτες φύλλου και σπονδυλικής στήλης, με τις θύρες 100GbE του MCX556A-ECAT να παρέχουν άφθονο χώρο.

Πριν από την πλήρη ανάπτυξη, οι αρχιτέκτονες θα πρέπει να επανεξετάσουν τις λεπτομερείς προδιαγραφές MCX556A-ECAT για να επιβεβαιώσουν τις απαιτήσεις ισχύος και ψύξης.Συνιστάται έντονα μια πιλοτική ανάπτυξη με αντιπροσωπευτικά φορτία εργασίας για την επικύρωση των κερδών απόδοσηςΠληροφορίες σχετικά με το MCX556A-ECAT για πώληση και προμήθεια μπορούν να ληφθούν μέσω εξουσιοδοτημένων διανομέων.

Μόλις αναπτυχθεί, η διατήρηση της βέλτιστης απόδοσης απαιτεί ισχυρές πρακτικές παρακολούθησης και διαχείρισης.Η λύση ενσωματώνεται με τα τυποποιημένα εργαλεία παρακολούθησης δικτύου μέσω SNMP και περιλαμβάνει την ενιαία πλατφόρμα Fabric Manager (UFM) της NVIDIA για προηγμένη τηλεμετρίαΟι βασικές μετρήσεις που πρέπει να παρακολουθούνται περιλαμβάνουν:

• Στατιστικές κυκλοφορίας RoCE:Παρακολούθηση του όγκου της κυκλοφορίας RDMA για να διασφαλιστεί ότι χρησιμοποιείται αποτελεσματικά.
• Δείκτες συμφόρησης (ECN):Παρακολούθηση των πακέτων με σήμα ECN για τον εντοπισμό πιθανών σημείων συμφόρησης στον ιστό.
• Ανίχνευση καταιγίδας PFC:Προσέξτε για υπερβολικές παύσεις PFC, οι οποίες μπορεί να υποδεικνύουν μια λανθασμένη διαμόρφωση ή ελαττωματική συσκευή στο δίκτυο χωρίς απώλειες.

Η αντιμετώπιση προβλημάτων περιλαμβάνει συνήθως τον έλεγχο του επιπέδου firmware της NIC, την επαλήθευση των ρυθμίσεων QoS των διακόπτες και τη χρήση διαγνωστικών εργαλείων όπως `mlxconfig` και `mlxlink` για το MCX556A-ECAT.Η βελτιστοποίηση μπορεί να περιλαμβάνει την τελική ρύθμιση των μεγεθών των αποθηκευτικών χώρωνΤο δελτίο δεδομένων MCX556A-ECAT παρέχει ολοκληρωμένες οδηγίες σχετικά με αυτές τις ρυθμίσεις.Για ομάδες που εξετάζουν αυτή τη λύση κάρτας προσαρμογής Ethernet MCX556A-ECAT, η κατανόηση αυτών των επιχειρησιακών πτυχών είναι το κλειδί για τη μακροπρόθεσμη επιτυχία.

The technical solution centered around the Mellanox (NVIDIA) MCX556A-ECAT provides a clear and effective path to achieving RDMA/RoCE low-latency transmission and significant server throughput enhancementΜε την αποφόρτιση της επεξεργασίας δικτύου στο υλικό του προσαρμοστή, οι οργανισμοί μπορούν να ανακτήσουν πολύτιμους κύκλους CPU, να μειώσουν την καθυστέρηση εφαρμογής κατά σειρά μεγέθους, και να δημιουργήσουν ένα ενιαίο,κλιμακώσιμη υποδομή για τα πιο απαιτητικά φορτία εργασίας.

Η εκτίμηση της αξίας είναι σαφής: μειωμένο συνολικό κόστος ιδιοκτησίας (TCO) μέσω υψηλότερης αποδοτικότητας των διακομιστών, βελτιωμένη απόδοση των εφαρμογών που οδηγεί σε ταχύτερες επιχειρηματικές γνώσεις,και μια βάση δικτύου μελλοντικής επίδειξης ικανή να υποστηρίζει αναδυόμενες τεχνολογίες όπως η AI και η NVMe-oFΓια τους αρχιτέκτονες δικτύων και τους διαχειριστές λειτουργιών, η υιοθέτηση αυτής της λύσης αντιπροσωπεύει μια στρατηγική επένδυση στην απόδοση και την αποτελεσματικότητα του κέντρου δεδομένων.Για την τελευταία τιμή MCX556A-ECAT και διαθεσιμότητα, παρακαλούμε επικοινωνήστε με τον αντιπρόσωπο της NVIDIA.