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Acceso directo a memoria remota

En informática , el acceso directo a memoria remota ( RDMA ) es un acceso directo a la memoria de una computadora a la de otra sin involucrar al sistema operativo de ninguna de ellas . Esto permite una red de alto rendimiento y baja latencia , lo que resulta especialmente útil en clústeres de computadoras masivamente paralelos .

Descripción general

RDMA admite la creación de redes sin copia, ya que permite que el adaptador de red transfiera datos desde el cable directamente a la memoria de la aplicación o desde la memoria de la aplicación directamente al cable, lo que elimina la necesidad de copiar datos entre la memoria de la aplicación y los búferes de datos del sistema operativo. Estas transferencias no requieren que las CPU , las memorias caché o los conmutadores de contexto realicen ningún trabajo , y las transferencias continúan en paralelo con otras operaciones del sistema. Esto reduce la latencia en la transferencia de mensajes.

Sin embargo, esta estrategia presenta varios problemas relacionados con el hecho de que el nodo de destino no es notificado de la finalización de la solicitud (comunicaciones unilaterales).

Aceptación

A partir de 2018, RDMA había logrado una aceptación más amplia como resultado de mejoras de implementación que permiten un buen rendimiento sobre la infraestructura de red ordinaria. [1] Por ejemplo, RDMA sobre Ethernet convergente (RoCE) ahora puede ejecutarse sobre infraestructura con o sin pérdidas. Además, iWARP permite una implementación de RDMA Ethernet en la capa física utilizando TCP / IP como transporte, combinando las ventajas de rendimiento y latencia de RDMA con una solución de bajo costo basada en estándares. [2] El Consorcio RDMA y el DAT Collaborative [3] han desempeñado papeles clave en el desarrollo de protocolos y API RDMA para su consideración por parte de grupos de estándares como el Grupo de trabajo de ingeniería de Internet y el Consorcio de software de interconexión. [4]

Los proveedores de hardware han comenzado a trabajar en adaptadores de red basados ​​en RDMA de mayor capacidad, con velocidades de 100 Gbit/s reportadas. [5] [6] Los proveedores de software, como IBM , [7] Red Hat y Oracle Corporation , admiten estas API en sus últimos productos, [8] y a partir de 2013 los ingenieros han comenzado a desarrollar adaptadores de red que implementan RDMA sobre Ethernet. [9] Tanto Red Hat Enterprise Linux como Red Hat Enterprise MRG [10] tienen soporte para RDMA. Microsoft admite RDMA en Windows Server 2012 a través de SMB Direct . VMware ESXi también admite RDMA a partir de 2015.

Las implementaciones comunes de RDMA incluyen la Arquitectura de Interfaz Virtual , RDMA sobre Ethernet Convergente (RoCE), InfiniBand , Omni-Path y iWARP .

Uso de RDMA

Las aplicaciones acceden a estructuras de control mediante API bien definidas diseñadas originalmente para el protocolo InfiniBand (aunque las API se pueden utilizar para cualquiera de las implementaciones subyacentes de RDMA). Mediante colas de envío y finalización, las aplicaciones realizan operaciones RDMA enviando entradas de cola de trabajo (WQE) a la cola de envío (SQ) y recibiendo notificaciones de las respuestas de la cola de finalización (CQ). [11]

Tipos de transporte

RDMA puede transportar datos de manera confiable o no confiable a través de los protocolos de transporte Reliably Connected (RC) y Unreliable Datagram (UD), respectivamente. El primero tiene la ventaja de preservar las solicitudes (no se pierden solicitudes), mientras que el segundo requiere menos pares de colas al manejar múltiples conexiones. Esto se debe al hecho de que UD no requiere conexión, lo que permite que un solo host se comunique con cualquier otro usando una sola cola. [12]

Referencias

  1. ^ RoCE supera a la red con pérdidas: https://dl.acm.org/citation.cfm?id=3098588&dl=ACM&coll=DL
  2. ^ "Entender iWARP" (PDF) . Intel Corporation . Consultado el 16 de mayo de 2018 .
  3. ^ "Sitio web colaborativo de DAT". Archivado desde el original el 17 de enero de 2015. Consultado el 14 de octubre de 2014 .
  4. ^ El sitio web del Consorcio de Software de Interconexión Archivado el 30 de agosto de 2005 en Wayback Machine
  5. ^ "Soluciones basadas en Microsoft - Mellanox Technologies" . Consultado el 14 de octubre de 2014 .
  6. ^ "40Gbe SMB Direct RDMA over Ethernet para Windows Server 2012 - Chelsio Communications". 2 de abril de 2013. Consultado el 14 de octubre de 2014 .
  7. ^ "SOFA-STORAGE: CREACIÓN DE UN MARCO DE TRABAJO AGNÓSTICO DEL PROVEEDOR PARA PERMITIR UNA DESCARGA DE ALMACENAMIENTO SIN INTERRUPCIONES USANDO SMARTNICS" (PDF) .
  8. ^ "¿Qué hardware RDMA es compatible con Red Hat Enterprise Linux?". 2 de junio de 2016.
  9. ^ "40Gbe SMB Direct RDMA Over Ethernet For Windows Server 2012 - Chelsio Communications". Chelsio Communications. 2013-04-02 . Consultado el 2016-07-15 . La demostración mostrará el Windows Server 2012 SMB Direct de Microsoft ejecutándose a una velocidad de línea de 40 Gb utilizando RDMA over Ethernet (iWARP).
  10. ^ "Red Hat Enterprise MRG 2.0 ya está disponible". Archivado desde el original el 25 de agosto de 2016. Consultado el 23 de junio de 2011 .
  11. ^ Storm: un plano de datos transaccional rápido para estructuras de datos remotas: https://dl.acm.org/doi/abs/10.1145/3319647.3325827
  12. ^ Storm: un plano de datos transaccional rápido para estructuras de datos remotas: https://dl.acm.org/doi/pdf/10.1145/3319647.3325827

Enlaces externos