حلول محولات شبكات إكستريم: إطار عمل معماري لتحسين إرسال RDMA/RoCE ذي زمن الاستجابة المنخفض

في بيئات الحوسبة عالية الأداء والبيئات كثيفة البيانات، تحقق إمكانية التشغيل البيني القصوى مستويات جديدة من الكفاءة من خلال تقنيات RDMA (الوصول المباشر إلى الذاكرة عن بعد) و RoCE (RDMA عبر إيثرنت المتقارب) المتقدمة. يمثل هذا النهج المعماري ثورة في نقل البيانات عن طريق تقليل زمن الوصول وتقليل حمل وحدة المعالجة المركزية مع زيادة الإنتاجية.

الضرورة الملحة لزمن الوصول المنخفض

تتطلب التطبيقات الحديثة بما في ذلك أحمال عمل الذكاء الاصطناعي/التعلم الآلي وأنظمة التداول المالي والتحليلات في الوقت الفعلي زمن وصول على مستوى الميكروثانية لا يمكن لمكدسات الشبكات التقليدية تحقيقه. تشمل التحديات الرئيسية التي يعالجها حل Extreme ما يلي:

• تأخيرات معالجة مكدس TCP/IP واختناقات استخدام وحدة المعالجة المركزية
• عمليات نسخ الذاكرة بين النواة ومساحة التطبيق
• التبديل بين سياقات العمل أثناء نقل البيانات
• حركة البيانات غير الفعالة عبر الأنظمة الموزعة

أساسيات معمارية RDMA/RoCE

تستفيد محولات Extreme Networks من تقنية RDMA لتمكين الوصول المباشر إلى الذاكرة بين الأنظمة دون إشراك نظام التشغيل، بينما توسع RoCE هذه الإمكانية عبر البنية التحتية القياسية لإيثرنت. توفر هذه البنية:

• زمن وصول أقل من 10 ميكروثانية للتطبيقات الهامة
• استخدام وحدة المعالجة المركزية شبه معدوم أثناء عمليات نقل البيانات
• إمكانيات تجاوز النواة للوصول المباشر إلى الذاكرة للتطبيق
• توافق إيثرنت القياسي دون الحاجة إلى بنية تحتية متخصصة

تكامل LAG لتوافر عالٍ

تلعب مجموعات تجميع الارتباطات (LAG) دورًا حاسمًا في ضمان كل من التوافر العالي وزيادة عرض النطاق الترددي لتنفيذ RDMA/RoCE. يوفر حل Extreme ما يلي:

• التبديل التلقائي بين الروابط المجمعة دون تعطيل الجلسة
• موازنة التحميل عبر اتصالات مادية متعددة
• صيانة اتصالات RDMA أثناء سيناريوهات فشل الارتباط
• تكامل سلس مع سياسات تجميع الشبكة الحالية

جودة الخدمة المتقدمة لضمانات الأداء

يضمن تطبيق جودة الخدمة (QoS) حصول حركة مرور RDMA/RoCE على الأولوية المناسبة عبر البنية التحتية للشبكة. تشمل ميزات QoS الرئيسية ما يلي:

• التحكم في تدفق الأولوية (PFC) لتشغيل إيثرنت بدون فقدان
• تحديد الإرسال المحسن (ETS) لتخصيص عرض النطاق الترددي
• بروتوكول DCBx (تبادل جسر مركز البيانات) للتكوين
• تصنيف ووضع علامات على حركة المرور الخاصة بالتطبيقات

إمكانية التشغيل البيني الشاملة لـ Extreme Access

يضمن الحل إمكانية التشغيل البيني السلس لـ Extreme access عبر بيئات متنوعة من خلال:

• التوافق مع البنية التحتية للتبديل Extreme Networking
• دعم العديد من برامج Hypervisors وأنظمة التشغيل
• إمكانية التشغيل البيني مع تطبيقات RDMA/RoCE القياسية الصناعية
• التوافق مع شبكات إيثرنت التقليدية

بنية النشر وأفضل الممارسات

يتطلب التنفيذ الناجح لحلول RDMA/RoCE تخطيطًا معماريًا دقيقًا. توصي Extreme Networks بما يلي:

• تكوين QoS الشامل عبر جميع شرائح الشبكة
• تكوين LAG المناسب للتكرار وتوزيع الحمل
• تحسين حجم المخزن المؤقت لأنماط حركة مرور RoCE
• المراقبة الشاملة والقياس عن بعد للتحقق من الأداء

فوائد الأداء القابلة للقياس

تُبلغ المؤسسات التي تنشر حلول محول RDMA/RoCE من Extreme Networks عن تحسينات كبيرة:

• تخفيض بنسبة 85-95% في زمن وصول التطبيق مقارنةً بـ TCP التقليدي
• استخدام وحدة المعالجة المركزية شبه معدوم لعمليات نقل بيانات الشبكة
• زيادة عرض النطاق الترددي الفعال من خلال الاستخدام الفعال للبروتوكول
• تحسين أداء التطبيق لأحمال عمل الحوسبة الموزعة

يؤدي الجمع بين تقنية RDMA/RoCE مع إمكانات LAG القوية وسياسات QoS الشاملة إلى إنشاء أساس للتطبيقات ذات زمن الوصول المنخفض للغاية مع الحفاظ على إمكانية التشغيل البيني الكامل لـ Extreme access مع البنية التحتية الحالية.

بينما يستمر تطور أحمال عمل الحوسبة الموزعة والذكاء الاصطناعي، توفر حلول محول Extreme Networks الأساس الحاسم لزمن الوصول المنخفض المطلوب من قبل التطبيقات الحديثة، مما يضمن الأداء الأمثل من خلال تطبيق RDMA/RoCE المتقدم والتكامل السلس مع خدمات الشبكة الحالية.تعرف على المزيدحول تحسين RDMA/RoCE وقدرات إمكانية التشغيل البيني لـ Extreme access.