無(wú)限頻帶,什么是無(wú)限頻帶

無(wú)限頻帶,什么是無(wú)限頻帶

InfiniBand是IBTA(InfiniBand行業(yè)協(xié)會(huì))與Compaq Dell、Hewlett-Packard、IBM、Intel、Microsoft、Sun Microsystems及其他行業(yè)巨頭聯(lián)合開(kāi)發(fā)的新型通信互連技術(shù)。其體系結(jié)構(gòu)是具有數(shù)據(jù)分組交換通信協(xié)議的交換結(jié)構(gòu)。它還規(guī)定了鏈路、主機(jī)信道適配器和適配器形式因數(shù)。

InfiniBand是從早期稱為Future I/O和NGIO(下一代I/O)的I/O形體系結(jié)構(gòu)的工作發(fā)展起來(lái)的。這兩種體系結(jié)構(gòu)被合并到了system I/O中,然后又被重新定義到InfiniBand中。該體系結(jié)構(gòu)旨在設(shè)計(jì)成多供應(yīng)商互用性，借鑒了以前交換結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)(如光纖信道)的成功因素。它是一種服務(wù)器“線纜（fabric）”體系結(jié)構(gòu)。有了InfiniBand系統(tǒng)，設(shè)計(jì)師和信息技術(shù)（IT）經(jīng)理們就可以不再總是把I/O看作是服務(wù)器的一個(gè)組成部分，特別是把它作為機(jī)箱內(nèi)部系統(tǒng)的一部分了。

采用InfiniBand，遠(yuǎn)程存貯器、網(wǎng)絡(luò)以及服務(wù)器之間的連接是通過(guò)一條位于中心的、一體的InfiniBand開(kāi)關(guān)和中繼線線纜把所有的設(shè)備都連接起來(lái)完成的。InfiniBand就是這樣解決基于類(lèi)似PCI這樣的總線體系結(jié)構(gòu)的距離問(wèn)題的。

服務(wù)器是使用InfiniBand的系統(tǒng)的示例。InfiniBand HCA(主機(jī)信道適配器)取代了PCI共享總線并提供了到外部InfiniBand交換機(jī)的連接。I/O設(shè)備也連接到交換機(jī)上?；旧?將I/O控制器從服務(wù)器底板中移出并移入獨(dú)立交換設(shè)備中。從而服務(wù)器就成為連接到交換機(jī)(通過(guò)HCA)中的另一個(gè)設(shè)備。通過(guò)卸掉I/O,使CPU減輕了進(jìn)行I/O中斷和處理的負(fù)擔(dān)。另外,也消除了PCI的插槽限制。這樣,服務(wù)器可被縮減為機(jī)架安裝模塊。實(shí)際上,可將InfiniBand視為機(jī)架安裝系統(tǒng)的高速互連。在集群或并行處理配置中,單個(gè)機(jī)架可裝有30個(gè)或更多服務(wù)器。

InfiniBand的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)依賴于交換機(jī)和路由器在源和目的之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組，而不是靠具體的總線和環(huán)結(jié)構(gòu)。像以太網(wǎng)一樣，InfiniBand能夠在網(wǎng)絡(luò)部件故障時(shí)重新路由分組，分組大小也類(lèi)似。InfiniBand的分組大小從256b到4KB，單個(gè)消息（攜帶I/O處理的一系列數(shù)據(jù)分組）可以達(dá)到2GB。如圖I-2所示。它由下面列出的四個(gè)組件構(gòu)成：

?HCA (主機(jī)信道適配器) 它是計(jì)算機(jī)機(jī)箱的InfiniBand接口。鏈路從該接口擴(kuò)展到InfiniBand交換機(jī)中。與TCA相比,HCA可直接訪問(wèn)其主機(jī)中的內(nèi)存。從而減輕了CPU的開(kāi)銷(xiāo)。

?TCA(目標(biāo)信道適配器) 它是非計(jì)算機(jī)設(shè)備 (即外圍設(shè)備,如網(wǎng)絡(luò)控制器和存儲(chǔ)設(shè)備控制器)的接口，提供InfiniBand到I/O設(shè)備的連接。這種I/O卡可能是一種網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)，它包含了每種設(shè)備特定操作所必需的部分功能。

?交換機(jī) 盡管TCA可直接連接到HCA上,但交換機(jī)仍是最佳選擇。一個(gè)交換機(jī)中有多個(gè)InfiniBand端口，它能根據(jù)本地路由器包頭中所含的第二層地址將數(shù)據(jù)包從其一個(gè)端口送到另外一個(gè)端口。交換機(jī)只是對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行管理，并不生成或使用數(shù)據(jù)包。當(dāng)交換機(jī)接收到數(shù)據(jù)分組時(shí),它讀取目的地址并將數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的輸出端口中。

?路由器 InfiniBand路由器用于將數(shù)據(jù)包從一個(gè)子網(wǎng)傳送到另一子網(wǎng)，其間數(shù)據(jù)包的數(shù)量不會(huì)變化。與交換機(jī)不同，路由器讀出第三層的全局路由頭并根據(jù)其IPv6網(wǎng)絡(luò)層地址來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)包發(fā)送。

設(shè)備間通信通過(guò)數(shù)據(jù)分組交換進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)分組擁有地址,很像IP數(shù)據(jù)分組具有地址一樣。信息以數(shù)據(jù)分組的形式在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行路由。數(shù)據(jù)分組最大容量可達(dá)4096個(gè)字節(jié)。其支持全局共享內(nèi)存。全局共享內(nèi)存及消息傳遞對(duì)于多重處理環(huán)境都是很重要的。結(jié)構(gòu)管理器控制交換結(jié)構(gòu)。它確定當(dāng)前拓?fù)浜瓦B接到系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)，并建立節(jié)點(diǎn)之間的路由。使用的信道通信模型是，設(shè)備直接通過(guò)交換結(jié)構(gòu)相互連接。由于CPU與I/0分離,因此,信道連接的設(shè)備可直接訪問(wèn)主機(jī)內(nèi)存。

基本互連為四線LVDS鏈路(兩線接收,兩線發(fā)送)。LVDS在兩個(gè)線路上使用相反的信號(hào),這有助于接收機(jī)去除所感應(yīng)的噪聲。噪聲一旦降低,則電壓可以降低,從而使功率要求降低。

InfiniBand連接器是高速串行I/0鏈路,而PCI則采用并行結(jié)構(gòu)。串行鏈路減少了線路的數(shù)量和引腳數(shù),從而改進(jìn)了布線距離。還簡(jiǎn)化了插件板設(shè)計(jì)并減少了插件板尺寸。實(shí)際上,可用InfiniBand來(lái)減少當(dāng)前處理器上的引腳數(shù)。由于卸掉了外圍設(shè)備和外圍連接,因此提高了維護(hù)性和可用性。同時(shí)也方便了組件的替換,而不用拆下系統(tǒng)的其他部分。

可以使用多個(gè)鏈路和多個(gè)交換機(jī)擴(kuò)大系統(tǒng)規(guī)模并提供冗余性。InfiniBand具有幾個(gè)鏈路帶寬選項(xiàng)。在1x模式下,鏈路由一對(duì)差動(dòng)發(fā)送線對(duì)和—對(duì)差動(dòng)接收線構(gòu)成,以提供500Mbit/s的全雙工帶寬。這種最小配置與PCI具有相同的帶寬,但PCI是連接到其中的所有設(shè)備必須共享的單總線,而InfiniBand使用多個(gè)信道創(chuàng)建設(shè)備間的專用非共享連接。

4x(2Gbit/s)模式和l2x(6Gbit/s全雙工)模也是可用的?？稍谌魏螘r(shí)候升級(jí)設(shè)備以支持較高的速率。例如,重要鏈路可被升級(jí)為較高容量而一些不重要的鏈路可保留原有的容量。

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