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技術資料

HP ProLiant サーバ

目次

概要 / はじめに /
問題点
  RDMAの概要 / RDMA over TCP
  RDMAプロトコルの詳細
    レイヤーの概要
    RDMAデータ転送処理
    Verbs
    RNICインタフェース
  結論 / 詳細情報

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イーサネットRDMAテクノロジ


RDMAの概要

TCP/IPプロトコルのオーバーヘッドとメモリ帯域幅の制限が、データセンターにおける高速イーサーネットネットワークの導入に対する障害となっています。TOE(TCP/IP Offload Engines)とRDMA over TCPテクノロジの仕様により、こうした障害を軽減することができます。RDMAはしばしばTOEと混同されますが、果たしている機能は異なります。TOEは、ホストCPUからTOEをサポートするネットワークアダプタまでのTCP/IPプロトコル処理オーバーヘッドを除去します。TOEとRDMAは連携できます。RDMAは他のRDMAデバイスに効率的なプロトコルで接続するのに使用されますが、TOEはあらゆるTCP/IPデバイスへの接続に使用できます。TOEの詳細は、HP技術概要 『emerging fabric technologies』を参照してください。

RDMAテクノロジは、あるコンピュータのメモリのデータを別のコンピュータのメモリに、CPUの関与を極力小さくして転送するために開発されました。RDMAプロトコルに含まれている追加の情報を参照することにより、システムは、転送されるデータをあらためて暫定的にもコピーすることなく、そのメモリの最終目的地に直接届けることができます。この「ゼロコピー」あるいは「直接データ配置」(DDP: Direct Data Placement)機能により、システム間で最も効率的なネットワーク通信が可能になります。

RDMAは、アプリケーションがサーバ間でメッセージを転送するための、より高速なパスを提供します。IBとIPのどちらにも、同様のRDMA機能が提供されます。これらのインターコネクトは両方とも、SDP (Sockets Direct Protocol)、iSER (iSCSI Extensions for RDMA)、NFS (Network File System)、DAFS (Direct Access File System)といった、最新および既存のネットワーク業界標準規格をすべてサポートしています。


RDMA over TCP

イーサーネットは、今日最も多く使用されているネットワークインターコネクトです。イーサーネットテクノロジに費やされた額は莫大なので、大部分の人たちは、現在のネットワークを解体、交換することを望んでいません。イーサーネットへの信頼には、コストの低さ、後方互換性、および長期にわたり一貫して継続されてきた帯域幅の増大といった、もっともな理由があります。データセンターの現在のイーサーネット速度は100Mb/sと1Gb/sです。次世代の速度は10Gb/sに達します。10Gbイーサーネットに移行するとサーバにもたらされる入出力(I/O)処理の負荷も増大するため、移行のテンポは抑えられています。イーサーネットにRDMA機能を追加すると、CPU使用率を抑えることができ、10Gbイーサーネットに移行するメリットが増大します。

イーサーネットインターコネクトにRDMA機能を追加すると、データセンターは、より少ない種類のインターコネクトにインフラストラクチャを集中できます。サーバの配備も簡単になり、インフラストラクチャの柔軟性が向上します。その結果データセンターでは、インフラストラクチャの複雑度が減少し、管理しやすくなります。また、データセンターのインフラストラクチャの適応力も向上します。たとえば、データベースサーバをプロビジョニングするとき、ネットワーキングからストレージに帯域幅を向け、サーバがアプリケーションサーバとして再びプロビジョニングされたら、帯域幅をネットワーキングに戻すことができます。

RDMA over TCPは、2つのシステム(ノード)上にあるアプリケーションのメモリ間でデータを直接転送する通信プロトコルで、オペレーティングシステムのカーネルの仕事量を最小限に抑え、システムバッファへの暫定的なデータコピーも行われません(図1)。このため、RDMA over TCPは、今日データセンターで一般に使われている標準的なTCP/IPベースのネットワーク上で動作することができます。

  図1.RDMA over TCPでは、1つのホストのメモリのデータが、別のホストのメモリに直接置かれる。何回ものバッファコピーやCPUの関与は不要
図1.RDMA over TCPでは、1つのホストのメモリのデータが、別のホストのメモリに直接置かれる。何回ものバッファコピーやCPUの関与は不要
  RDMA over TCPでは、多くのクラスのトラフィック(ネットワーキング、I/O、ファイルシステムとブロックストレージ、およびプロセス間通信)で同一の物理的なインターコネクトを共有できるため、データセンターファブリックを統一することができます。RDMA over TCPを使用すると、ネットワーク通信の効率が改善され、CPUを酷使するアプリケーションのスケーラビリティも向上します。RDMA over TCPはまた、既存のイーサーネット インフラストラクチャや、ITネットワーキング担当者の専門知識を有効に活用します。

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