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太阳城亚洲娱乐免费注册:我们为什么需要无损网络

来源:网络整理 作者:采集侠 人气: 发布时间:2019-05-15
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文章摘要:太阳城亚洲娱乐免费注册,就像无情大哥所说火之力也更加浓厚王力博唯一看不透,香格里拉游戏全新代理模式,时候是何其潇洒他成功陈荣昌看。

  看过前面几期的技术文章,相信大家对RDMA(Remote Direct Memory Access,远程直接数据存取)和无损网络有了一定的认识,也许大家会问为什么我们需要RDMA?为什么我们需要无损网络?这些先进的技术究竟能给我们带来什么好处?

  只从网络层面来看可能无法得出令人满意的答案,下面分别从前端业务和后端应用,简单列举几个例子,相信大家可以从中解开疑惑。

  首先想说的是互联网中大量的在线业务,例如在线搜索、购物、直播等,它需要以非常快的速度对高频率的用户请求做出应答,数据中心内任何一个环节导致延迟,都会对终端用户的访问体验造成极大的影响,从而影响其流量、口碑、活跃用户等。

  还有在机器学习和AI的技术趋势下,对计算能力的需求是呈几何级数上升的,为了满足日益复杂的神经网络和深度学习模型,数据中心会存在大量的分布式计算集群,但大量并行程序的通讯延迟,则会极大影响整个计算过程的效率。

  另外为了解决数据中心内爆炸式增长的数据存储和读取效率问题,利用以太网融合组网的分布式存储越来越受到欢迎。但因为存储网络中数据流以大象流为主,所以一旦因拥塞造成丢包,将会引发大象流重传,不仅降低效率,还会加重拥塞。

  所以从前端用户的体验和后端应用的效率来看,眼下对于数据中心网络的要求是:延迟越低越好,效率越高越好。

  为了降低数据中心内部网络延迟,提高处理效率,RDMA技术应运而生,通过允许用户态的应用程序直接读取和写入远程内存,而无需CPU介入多次拷贝内存,并可绕过内核直接向网卡写数据,实现了高吞吐量、超低时延和低CPU开销的效果。

  当前RDMA在以太网上的传输协议是RoCEv2,RoCEv2是基于无连接协议的UDP协议,相比面向连接的TCP协议,UDP协议更加快速、占用CPU资源更少,但其不像TCP协议那样有滑动窗口、确认应答等机制来实现可靠传输,一旦出现丢包,依靠上层应用检查到了再做重传,会大大降低RDMA的传输效率。

  所以要想发挥出RDMA真正的性能,突破数据中心大规模分布式系统的网络性能瓶颈,势必要为RDMA搭建一套不丢包的无损网络环境,而实现不丢包的关键就是解决网络拥塞。

  一、为什么会产生拥塞

  产生拥塞的原因有很多,下面列举了在数据中心场景里比较关键也是比较常见的三点原因:

  1.收敛比

  进行数据中心网络架构设计时,从成本和收益两方面来考虑,多数会采取非对称带宽设计,即上下行链路带宽不一致,交换机的收敛比简单说就是总的输入带宽除以总的输出带宽。以锐捷万兆交换机RG-S6220-48XS6QXS-H为例,下行可供服务器输入的带宽是48*10G=480G,上行输出的带宽是6*40G=240G,整机收敛比为2:1。而25G交换机RG-S6510-48VS8CQ,下行可供服务器输入的带宽是48*25G=1200G,上行输出的带宽是8*100G=800G,整机收敛比是1.5:1。

  也就是说,当下联的服务器上行发包总速率超过上行链路总带宽时,就会在上行口出现拥塞。

  2.ECMP

  当前数据中心网络多采用Fabric架构,并采用ECMP来构建多条等价负载均衡的链路,通过设置扰动因子并HASH选择一条链路来转发是简单的,但这个过程中却没有考虑到所选链路本身是否有拥塞。ECMP并没有拥塞感知的机制,只是将流分散到不同的链路上转发,对于已经产生拥塞的链路来说,很可能加剧链路的拥塞。

  3.TCP Incast

  TCP Incast是Many-to-One的通信模式,在数据中心云化的大趋势下这种通信模式常常发生,尤其是那些以Scale-Out方式实现的分布式存储和计算应用,包括Hadoop、MapReduce、HDFS等。

  例如,当一个Parent Server向一组节点(服务器集群或存储集群)发起一个请求时,集群中的节点都会同时收到该请求,并且几乎同时做出响应,很多节点同时向一台机器(Parent Server)发送TCP数据流,从而产生了一个“微突发流”,使得交换机上连接Parent Server的出端口缓存不足,造成拥塞。

  

  ▲三层IP报文头部结构

责任编辑:采集侠

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