iWARP

الموسوعة الحرة

بروتوكول iWARP هو بروتوكول لشبكات الحاسوب يُطبّق تقنية الوصول المباشر للذاكرة عن بُعد (RDMA) لنقل البيانات بكفاءة عبر شبكات بروتوكول الإنترنت. وخلافًا لبعض الروايات، [ 1 ] فإنّ iWARP ليس اختصارًا. [ 2 ]

نظرًا لأن iWARP مبني على بروتوكولات مدركة للازدحام وفقًا لمعايير فرقة عمل هندسة الإنترنت (IETF) مثل بروتوكول التحكم في الإرسال (TCP) وبروتوكول التحكم في الإرسال المتدفق (SCTP)، فإنه يفرض متطلبات قليلة على الشبكة، ويمكن نشره بنجاح في مجموعة واسعة من البيئات.

تاريخ

في عام 2007، نشرت فرقة عمل هندسة الإنترنت (IETF) خمسة طلبات للتعليقات (RFCs) تحدد بروتوكول iWARP:

  1. تُبنى مواصفات بروتوكول الوصول المباشر للذاكرة عن بُعد (RDMA) RFC 5040 على بروتوكول وضع البيانات المباشر (DDP). وهي تُحدد كيفية ترميز عمليات الإرسال والقراءة والكتابة في بروتوكول RDMA باستخدام DDP في رؤوس البيانات على الشبكة.
  2. يُطبَّق معيار RFC 5041 الخاص بوضع البيانات المباشر عبر بروتوكولات النقل الموثوقة فوق بروتوكولي MPA/TCP أو SCTP. ويحدد هذا المعيار كيفية وضع البيانات المستلمة مباشرةً في مخزن الاستقبال الخاص ببروتوكولات الطبقة العليا دون الحاجة إلى مخازن وسيطة.
  3. يقوم بروتوكول RFC 5042 Direct Data Placement Protocol (DDP) / Remote Direct Memory Access Protocol (RDMAP) Security بتحليل المشكلات الأمنية المتعلقة بطبقات بروتوكول iWARP DDP و RDMAP.
  4. RFC 5043 بروتوكول نقل التحكم في التدفق (SCTP) وضع البيانات المباشر (DDP) التكيف يحدد طبقة التكيف التي تمكن DDP عبر SCTP.
  5. تحدد مواصفات RFC 5044 Marker PDU Aligned Framing for TCP طبقة تكيف تمكن من الحفاظ على حدود سجل البروتوكول على مستوى DDP الموضوعة فوق تدفق البايتات المتصلة الموثوقة TCP.

تستند هذه الوثائق الخاصة بطلبات التعليقات (RFCs) إلى مواصفات اتحاد RDMA لتقنية RDMA عبر بروتوكول TCP. [ 3 ] تتأثر مواصفات اتحاد RDMA بمعايير RDMA السابقة، بما في ذلك بنية الواجهة الافتراضية (VIA) و InfiniBand (IB).

منذ عام 2007، نشرت فرقة عمل هندسة الإنترنت (IETF) ثلاثة طلبات تعليقات إضافية (RFCs) تحافظ على بروتوكول iWARP وتوسعه:

  1. يحدد RFC 6580 IANA Registries for the Remote Direct Data Placement (RDDP) Protocols المنشور في عام 2012 سجلات IANA لرموز الخطأ ورموز العمليات ورموز الوظائف الخاصة بـ Remote Direct Data Placement (RDDP).
  2. RFC 6581 Enhanced Remote Direct Memory Access (RDMA) Connection Establishment الذي تم نشره في عام 2011 يعمل على إصلاح أوجه القصور في إعداد اتصال iWARP.
  3. RFC 7306 Remote Direct Memory Access (RDMA) Protocol Extensions المنشورة في عام 2014 توسع RFC 5040 مع العمليات الذرية و RDMA Write with Immediate Data.

بروتوكول

المكون الرئيسي في بروتوكول iWARP هو بروتوكول وضع البيانات المباشر (DDP)، الذي يسمح بنقل البيانات دون نسخ. لا يقوم بروتوكول DDP نفسه بعملية النقل، بل يقوم بها البروتوكول الأساسي (TCP أو SCTP).

مع ذلك، لا يحترم بروتوكول TCP حدود الرسائل؛ إذ يرسل البيانات كسلسلة من البايتات دون مراعاة وحدات بيانات البروتوكول (PDU). في هذا السياق، قد يكون بروتوكول DDP أنسب لبروتوكول SCTP، وقد اقترحت فرقة عمل هندسة الإنترنت (IETF) معيارًا لتقنية RDMA عبر SCTP. [ 4 ] يتطلب تشغيل DDP عبر TCP تعديلًا يُعرف باسم تأطير محاذاة وحدات بيانات البروتوكول (MPA) لضمان حدود الرسائل.

علاوة على ذلك، لا يُقصد الوصول المباشر إلى بروتوكول DDP. بدلاً من ذلك، يوفر بروتوكول RDMA منفصل (RDMAP) خدمات قراءة وكتابة البيانات. لذا، فإن مواصفات RDMA عبر TCP بأكملها هي في الواقع RDMAP عبر DDP عبر MPA/TCP أو SCTP. ويمكن تنفيذ جميع هذه البروتوكولات في الأجهزة.

على عكس بروتوكول IB، يقتصر بروتوكول iWARP على الاتصال الموثوق به، كونه الخدمة الوحيدة التي يوفرها بروتوكولا TCP وSCTP. وتغفل مواصفات iWARP بعض ميزات IB الأخرى، مثل عمليات الإرسال الفوري للبيانات. ويعمل فريق هندسة الإنترنت (IETF) حاليًا، من خلال RFC 7306، على تقليل هذه النواقص.

تطبيق

نظرًا لأن تطبيق بروتوكول TCP في نواة النظام قد يُعتبر عنق زجاجة، يُنفذ البروتوكول عادةً في وحدات تحكم واجهة الشبكة RDMA (rNICs) المادية. ولأن فقدان البيانات البسيط نادر في بيئات الشبكات المترابطة بإحكام، قد تُنفذ آليات تصحيح أخطاء TCP بواسطة البرمجيات، بينما تُدار الاتصالات الأكثر تكرارًا بواسطة منطق مُدمج في وحدة rNIC. وبالمثل، غالبًا ما تُنشأ الاتصالات بالكامل بواسطة البرمجيات ثم تُسلم إلى الأجهزة. علاوة على ذلك، عادةً ما تُعزل معالجة تفاصيل بروتوكول iWARP عن تطبيق TCP، مما يسمح باستخدام وحدات rNICs لتفريغ RDMA وTCP (لدعم تطبيقات TCP/IP التقليدية القائمة على المقابس). يُعرف جزء تطبيق الأجهزة المستخدم لتنفيذ بروتوكول TCP باسم محرك تفريغ TCP (TOE).

لا يمنع بروتوكول TOE نفسه النسخ على جانب الاستقبال، ويجب دمجه مع أجهزة RDMA للحصول على نتائج خالية من النسخ. مواصفات RDMA/TCP هي مجموعة من بروتوكولات الاتصال السلكية المختلفة المصممة للتنفيذ في الأجهزة (مع أنه يبدو من الممكن محاكاتها برمجياً لتحقيق التوافق، ولكن دون تحسينات الأداء).

واجهات

يُعدّ iWARP بروتوكولًا، وليس تطبيقًا، ولكنه يُحدد سلوك البروتوكول من خلال العمليات المسموح بها فيه، والمعروفة باسم "الأفعال". ولذلك، لا يمتلك iWARP واجهة برمجة قياسية موحدة. مع ذلك، تميل واجهات البرمجة إلى التوافق بشكل كبير مع "الأفعال".

تم اقتراح العديد من واجهات البرمجة، بما في ذلك OpenFabrics Verbs وNetwork Direct وuDAPL وkDAPL وIT-API وRNICPI. وتتوفر تطبيقات لبعض هذه الواجهات لمنصات مختلفة، بما في ذلك Windows وLinux.

الخدمات المتاحة

تشمل خدمات الشبكات التي يتم تنفيذها عبر iWARP تلك التي يقدمها تحالف OpenFabrics Enterprise Distribution (OFED) لأنظمة تشغيل Linux ، ومن قبل Microsoft Windows عبر Network Direct.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "فهم iWARP: توفير زمن استجابة منخفض لشبكة الإيثرنت" (ملف PDF) . إنتل . 24-11-2015 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7-9-2018 .
  2. ↑ "الأسئلة الشائعة حول اتحاد RDMA" .
  3. ↑ "اتحاد RDMA" . 17-12-2009 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23-08-2017 .
  4. ↑ رشتي، محمد ج.؛ أفساهي، أحمد (مارس 2007). "شبكة إيثرنت iWARP بسرعة 10 جيجابت: تحليل مقارن للأداء مع InfiniBand وMyrinet-10G". ندوة IEEE الدولية للمعالجة المتوازية والموزعة لعام 2007. الصفحات 1-8 . doi : 10.1109/IPDPS.2007.370480 . ISBN  978-1-4244-0909-9. S2CID 2279387 .