Τεχνική Λύση Προσαρμογέα Διακομιστή NVIDIA Mellanox MCX631102AN-ADAT: Μεταφορά Χαμηλής Καθυστέρησης RDMA/RoCE και Διακομιστής

NVIDIA Mellanox MCX631102AN-ADAT Server Adapter Τεχνική λύση: RDMA/RoCE Μεταφορά χαμηλής καθυστέρησης και Αρχιτεκτονική βελτίωσης της απόδοσης του διακομιστή

1. Ανάλυση του ιστορικού και των αναγκών του έργου

Τα σύγχρονα κέντρα δεδομένων υφίστανται μια θεμελιώδη μετάβαση από υπολογιστικά κεντρικά σε κεντρικά αρχιτεκτονικές δεδομένων.και οι κατανεμημένες βάσεις δεδομένων γίνονται πανταχού παρούσεςΗ παραδοσιακή δικτύωση που βασίζεται σε TCP/IP επιβάλλει σημαντικό κόστος επεξεργασίας πρωτοκόλλου,Εισάγει απρόβλεπτο άγχος αργίας, και αποτυγχάνει να αξιοποιήσει πλήρως το δυναμικό εύρους ζώνης των σύγχρονων μέσων ενημέρωσης.

Οι βασικές απαιτήσεις που εντοπίστηκαν σε περιβάλλοντα επιχειρήσεων και cloud περιλαμβάνουν:

• Υπό-μιλισέκονδιος καθυστέρηση:Οι εφαρμογές κρίσιμης σημασίας, όπως οι χρηματοοικονομικές πλατφόρμες συναλλαγών και οι αναλύσεις σε πραγματικό χρόνο, απαιτούν συνεπή επικοινωνία χαμηλής καθυστέρησης.
• Αποφόρτιση του CPU:Η επεξεργασία πρωτοκόλλου δικτύου θα πρέπει να καταναλώνει λιγότερο από 10% των πόρων CPU ανά κόμβο για τη διατήρηση της χωρητικότητας υπολογισμού για φορτία εργασίας εφαρμογών.
• Μεταβασιμότητα εύρους ζώνης:Η υποδομή πρέπει να υποστηρίζει 25GbE ανά θύρα με σαφή πορεία αναβάθμισης για μελλοντικές αναπτύξεις 50/100GbE.
• Συμπλήρωση χωρίς προβλήματα:Η λύση πρέπει να είναι συμβατή με υπάρχουσες πλατφόρμες διακομιστών, λειτουργικά συστήματα και εργαλεία διαχείρισης.

ΗNVIDIA Mellanox MCX631102AN-ADATαπευθύνεται απευθείας στις απαιτήσεις αυτές μέσω της αρχιτεκτονικής ConnectX-6 Lx,Παρέχοντας RDMA με επιτάχυνση υλικού μέσω Converged Ethernet (RoCE) με μηδενικές αντιγραφές μεταφοράς δεδομένων και δυνατότητες παράκαμψης πυρήνα.

2Συνολικό σχεδιασμό αρχιτεκτονικής δικτύου/συστήματος

Η προτεινόμενη αρχιτεκτονική υιοθετεί μια τοπολογία φύλλου-αστέρας βελτιστοποιημένη για τη μεταφορά RoCE.MCX631102AN-ADAT Ethernet λύση κάρτας προσαρμογέα, που αναπτύσσεται σε κάθε κόμβο διακομιστή για να παρέχει διπλή σύνδεση 25GbE.

στρώματα αρχιτεκτονικής:

• Σημεία υπολογισμού/αποθήκευσης:Κάθε διακομιστής είναι εξοπλισμένος με ένα ή περισσότεραMCX631102AN-ADAT ConnectX-6 Lx διπλής θύρας 25GbE SFP28προσαρμογείς, διαμορφωμένοι με τις δύο θύρες ενεργές για υψηλή διαθεσιμότητα και ισορροπία φορτίου.
• Σχήμα φύλλου:Οι διακόπτες NVIDIA Spectrum-3 παρέχουν χαμηλή καθυστέρηση, χωρίς απώλεια προώθησης Ethernet με έλεγχο συμφόρησης RoCE (PFC / ECN).
• Σπονδυλική στήλη:Οι σπονδυλικοί διακόπτες υψηλής χωρητικότητας διασυνδέουν τους κόμβους των φύλλων με αναβαθμίσεις 100GbE, εξασφαλίζοντας μη αποκλειστική απόδοση σε ολόκληρο το ύφασμα.
• Σχέδιο διαχείρισης:Δίκτυο διαχείρισης εκτός ζώνης για συλλογή τηλεμετρίας, ενορχήστρωση διαμόρφωσης και παρακολούθηση της υγείας μέσω NVIDIA DOCA και MLNX-OS.

Ο σχεδιασμός ενσωματώνει μικροδιαίρεση και απομόνωση της κυκλοφορίας χρησιμοποιώντας εξοπλισμό vSwitch offload, εξασφαλίζοντας ότι η κυκλοφορία των ενοικιαστών παραμένει απομονωμένη χωρίς να διακυβεύεται η απόδοση.

3Ο ρόλος και τα βασικά χαρακτηριστικά του NVIDIA Mellanox MCX631102AN-ADAT στην λύση

Ως το θεμελιώδες δίκτυο διεπαφής για κάθε διακομιστή, ηNVIDIA Mellanox MCX631102AN-ADATΠαίζει καθοριστικό ρόλο στην επίτευξη των στόχων απόδοσης και αποδοτικότητας της συνολικής αρχιτεκτονικής.

Σύμφωνα με τηνΔελτίο δεδομένων MCX631102AN-ADAT, ο προσαρμογός υποστηρίζει επίσης κρυπτογράφηση IPsec και MACsec in-line, εξασφαλίζοντας την ασφάλεια των δεδομένων κατά τη διαμετακόμιση χωρίς να θυσιάζεται η χωρητικότητα.Ειδικότητες MCX631102AN-ADATεπιβεβαιώνει την υποστήριξη προηγμένης τηλεμετρίας ̇ συμπεριλαμβανομένων των μετρητών ροής, των ιστόγραφων καθυστέρησης και της ανίχνευσης συμφόρησης ̇ που είναι κρίσιμες για την προληπτική διαχείριση του δικτύου.

4. Συνιστώσεις ανάπτυξης και κλιμάκωσης (με τυπική τοπολογία)

Για τους οργανισμούς που σχεδιάζουν την ανάπτυξη της παραγωγήςNVIDIA Mellanox MCX631102AN-ADAT, συνιστάται η ακόλουθη σταδιακή προσέγγιση:

Φάση 1 ∆ιαστοιχία πιλοτικής εφαρμογής (48 κόμβοι):Το πρόγραμμα αυτό θα πρέπει να έχει ως στόχο την αξιολόγηση των επιδόσεων των εφαρμογών και την αξιολόγηση των επιδόσεων των εφαρμογών.MCX631102AN-ADAT κάρτα προσαρμογή Ethernetθα πρέπει να είναι εγκατεστημένα με τα πιο πρόσφατα προγράμματα οδήγησης και firmware Mellanox OFED για να εξασφαλιστεί η βέλτιστη συμβατότητα.

Φάση 2 ∆ημιουργία Pod (20 ∆50 κόμβοι):Μεγέθυνση σε πλήρη ράκελ ή κάδο, αναπτύσσοντας ένα ζευγάρι διακόπτες φύλλου με διαμόρφωση Ethernet χωρίς απώλειες.Ενεργοποίηση διαχείρισης συμφόρησης με βάση το υλικό και διαμόρφωση παραμέτρων DCB (Data Center Bridging) σύμφωνα με τις συνιστώμενες βέλτιστες πρακτικές.

Φάση 3 ∆ιαστοιχία υλικού (100+ κόμβοι):Εφαρμόστε μηχανική κυκλοφορίας χρησιμοποιώντας τις δυνατότητες χειρισμού υλικού του προσαρμογέα και χρησιμοποιήστε τοΣυμφωνία MCX631102AN-ADATNVIDIA Unified Fabric Manager για την ενορχήστρωση και την αυτοματοποιημένη προμήθεια.

Τυπική περιγραφή τοπολογίας:Μια τυποποιημένη διαμόρφωση ράκα αποτελείται από 20 διακομιστές υπολογισμού/αποθήκευσης, ο καθένας εξοπλισμένος με έναMCX631102AN-ADAT ConnectX-6 Lx διπλής θύρας 25GbE SFP28Η πύλη 1 συνδέεται με το Leaf Switch A, η πύλη 2 συνδέεται με το Leaf Switch B, παρέχοντας περιττές διαδρομές.Αυτή η τοπολογία διασφαλίζει ότι οποιαδήποτε αποτυχία ενιαίου συνδέσμου ή διακόπτη δεν επηρεάζει τη διαθεσιμότητα της εφαρμογής.

5Λειτουργίες, παρακολούθηση, αντιμετώπιση προβλημάτων και βελτιστοποίηση

Η αποτελεσματική λειτουργία ενός δικτύου που βασίζεται στο RoCE απαιτεί εξειδικευμένες πρακτικές παρακολούθησης και αντιμετώπισης προβλημάτων.MCX631102AN-ADATπαρέχει ενσωματωμένα όργανα για την υποστήριξη αυτών των δραστηριοτήτων:

• Συλλογή τηλεμετρίας:Χρησιμοποιήστε τους μετρητές υλικού του προσαρμογέα για την παρακολούθηση της απόδοσης ανά ροή, του βάθους ουράς, των πτώσεων πακέτων και της κατανομής καθυστέρησης.Αυτά τα δεδομένα τροφοδοτούνται σε κεντρικά πάνελ παρακολούθησης για ορατότητα σε πραγματικό χρόνο.
• Ανίχνευση συμφόρησης:Παρακολουθήστε τα πλαίσια παύσης PFC και τα πακέτα με σήμανση ECN για τον εντοπισμό μικρο-εξάπλωσης και σημείων υψηλής κίνησης.Δελτίο δεδομένων MCX631102AN-ADATπαρέχει οδηγίες για την ερμηνεία αυτών των μετρητών.
• Διαχείριση firmware και driver:Οι τακτικές ενημερώσεις του NVIDIA OFED driver stack και του firmware του προσαρμογέα είναι απαραίτητες για την απόδοση και την ασφάλεια.
• Εναρμόνιση επιδόσεων:Οι βασικές παραμέτρους συντονισμού περιλαμβάνουν τη ρύθμιση του ορίου αποθήκευσης PFC, τη θέσπιση κατάλληλων ορίων σήμανσης ECN και τη ρύθμιση των ρυθμίσεων μετριοποίησης διακοπής του προσαρμογέα για να εξισορροπήσει την καθυστέρηση και την απόδοση.
• Κοινή αντιμετώπιση προβλημάτων:Τα περισσότερα προβλήματα απόδοσης μπορούν να εντοπιστούν σε λανθασμένες ρυθμίσεις DCB, λανθασμένες τιμές MTU ή ασυμβίβαστες εκδόσεις οδηγών.και mlxconfig) παρέχουν ολοκληρωμένη ορατότητα της λειτουργικής κατάστασης.

Για τους οργανισμούς που αξιολογούν το συνολικό κόστος ιδιοκτησίας, τοMCX631102AN-ADAT τιμήΟι περισσότερες επιχειρήσεις διαπιστώνουν ότι ηMCX631102AN-ADAT προς πώλησηΤα bundles με NVIDIA Spectrum switches προσφέρουν την πιο οικονομικά αποδοτική λύση για νέες εφαρμογές.

6Σύνοψη και αξιολόγηση της αξίας

ΗNVIDIA Mellanox MCX631102AN-ADATαντιπροσωπεύει στρατηγική επένδυση σε υποδομές που παρέχει μετρήσιμη επιχειρηματική αξία σε τρεις διαστάσεις:

Ως ένα από άκρο σε άκροMCX631102AN-ADAT Ethernet λύση κάρτας προσαρμογέα, δίνει τη δυνατότητα στους οργανισμούς να δημιουργούν δίκτυα χωρίς απώλειες και υψηλής απόδοσης που αξιοποιούν πλήρως τις δυνατότητες των σύγχρονων εφαρμογών.περιβάλλοντα παρόχου υπηρεσιών cloud, ή ερευνητικές ομάδες HPC, ηMCX631102AN-ADATΠαρέχει σταθερά τη χαμηλή καθυστέρηση, την υψηλή απόδοση και τη λειτουργική απλότητα που απαιτούν οι αρχιτέκτονες υποδομών.