Infiniband网和以太网在外部存储应用上的比较 
【摘 要】如今，越来越多的系统需要外部存储来解决其长时间工作带来的大量数据无处存放的问题，因此，外部存储就成为计算机领域的又一大热点，目前外部存储在和服务器连接上有很多方法，总体来说有光纤和以太网组合连接， Infiniband网连接等，本文对上述二种连接进行介绍，研究不同的架构模式，并对他们的性能进行比较。 【关键词】Infiniband网 以太网 外部存储 如今的互联网，对通讯速度的要求越来越高，因此，在这种需求下，Infiniband 技术应运而生。Infiniband（以下简称IB）技术是一种开放标准的高带宽，高速网络互联技术，他用于服务器端的高性能互联，从处理器到系统的I/O，直至存储网络，穿过整个数据中心，形成一张高速数据互联的网络。ib技术发展的非常迅速，短短几年时间，各大厂商，例如Cisco，IBM，HP等等，都加入了其技术阵营，而其网卡单端口最大可达20Gbps的性能也没有让各厂商失望，可以说IB技术已经是高性能计算机互联技术和外部存储技术的的首选。 一、以太网外部存储架构及特点 由于以太网出现的时候较早，组网也比较简单，所以现在很多单位和企业的整个架设也是基于以太网的。客户端产生的数据通过千兆或者万兆以太网交换机到达I/O服务器，然后与通过光纤或者以太网线，经过光纤交换机或者以太网交换机到达存储设备里。在这个过程中，数据经过2次交换机，并且即便是用最高级别的以太网交换机，其传输速度最大也只能达到10GBps，而且万兆以太网交换机价格也比较昂贵。 二、ib网外部存储架构及特点 ib技术作为新兴的一种网络技术，主要特点就是具有非常高的带宽，QDR（Quad Data Rate，在DDR的基础上，拥有独立的写接口和读接口，以此达到4倍速率）技术甚至有望达到40GBps，而交换机延迟只有140ns，和以太网一样的系统扩展性，和更佳的系统网络维护性，另外其支持RDMA（Remote Direct Memory Across），也使得他在构筑外部存储的时候，拥有更好的性能，灵活性，并且对服务器的开销也要小很多，再采用IB网构建外部存储时，可以采用一台IB交换机连接所有的客户端主机和I/O服务器，而I/O服务器则可以和外部存储进行交叉互联，两两互备。在这个系统中，数据只经过一个交换机，且速率至少可以达到20GBps。 三、以太网与ib网组建外部存储比较分析 在看过了上面的以太网和IB网的外部结构图之后，我们不难发现这两者的不同，首先在结构上；因为IB网单线通讯速度远远大于以太网单线通讯速度，所以用一根IB线缆可以取代几条甚至十几条以太网线缆，因而ib网更简洁，利用较少的交换机连接整个网络布局，一台IB交换机，最多可拥有324个交换端口用于对外连接，但是交换机和交换机之间，为了达到最稳定效果要求板间互联，所以在整体上可以看做是一个交换机；在速度上ib网20GBps完败以太网的10GBps，并且在QDR技术发展后，20GBps也远不是IB网的速率上线，而其实，很有意思的事，很多的万兆以太网交换机厂家，在进行交换机内部互联的时候，也往往会采用ib技术；在成本上，ib网减少了若干交换机，但是ib线缆本身价格比较昂贵，所以ib网组网成本较高；在配置上，ib网本身兼容以太网的ieee协议；在维护上，ib网拥有自己的子网管理系统，InfiniBand与现存的I/O技术在许多重要的方面都不相同。不像PCI、PCI-X、 IDE/ATA 和 SCSI那样共享总线，因此没有相关的电子限制、仲裁冲突和内存一致性问题。相反，InfiniBand在交换式互联网络上，采用点到点的、基于通道的消息转发模型，同时，网络能够为两个不同的节点提供多种可能的通道。因为也能够将问题定位到每一个端口，是管理员能迅速找到网络不健康的症结所在。在整体规划上，这一点虽然没有理论依据，但是根据笔者实际情况感觉，当一个用以太网连接的系统，当其节点数超过1000个的时候，以太网就开始趋于不稳定，各VLAN可能会出现小型的网络拥塞，而ib网的在超过1000个节点接入时，依旧没有类似情况发生；在可扩展性上，InfiniBand的扩展性非常高，在一个子网内可支持上万个节点，而每个网络中可有几千个子网，每个安装的系统中可以有多个网络结构。InfiniBand交换机通过子网路由分组，InfiniBand路由器将多个子网连接在一起。相对以太网，InfiniBand可以更加分散地进行管理，每个子网内有一个管理器，其在路由分组、映射网络拓扑、在网络内提供多个链路、监视性能方面起决定性的作用。子网管理器也能保证在特别通道内的带宽，并为不同优先权的数据流提供不同级别的服务。子网并不一定是一个单独的设备，它可以是内置于交换机的智能部件；在数据传输速率上ib技术继承了总线的高带宽和低延时，同时还采用了继承自DMA的RDMA技术，即不对操作系统有任何影响，而直接把数据传送到计算机的存储区，消除了外部存储器复制和文本交换的过程，，所以传输的效果大大提高，增强了整个存储系统的读写能力，解放服务器内存带宽和CPU周期，增强了应用系统性能，而这些都是以太网很难办到的地方。 四、结论 总而言之，ib网在很多方面都有着以太网所不具备的优势，和发展前景。而且随着各大龙头计算机厂商和交换机厂商的，必将成为下一代网络基础硬件设备之一，所以用ib网搭建外部存储，也必将取代传统的以太网组网搭建外部存数状态。 参考文献： [1]《InfiniBandTM Architecture Specification Volume 1Release 1.2.1》 [2]《Infiniband网络存数研究》卢德平 作者简介： 余苗，北京，汉，（1984–6） 海军装备研究院。
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