الوصول المباشر عن بعد إلى الذاكرة

الموسوعة الحرة

في مجال الحوسبة ، يُتيح الوصول المباشر للذاكرة عن بُعد ( RDMA ) الوصول المباشر إلى ذاكرة جهاز حاسوب إلى ذاكرة جهاز حاسوب آخر دون تدخل نظام تشغيل أيٍّ منهما . وهذا يسمح بالوصول إلى الذاكرة عبر الشبكة بمعدل نقل بيانات عالٍ وزمن استجابة منخفض، وهو أمر مفيد للغاية في مجموعات الحواسيب المتوازية الضخمة .

ملخص

يدعم RDMA الشبكات بدون نسخ البيانات، حيث يُمكّن محول الشبكة من نقل البيانات من الشبكة مباشرةً إلى ذاكرة التطبيق أو العكس، مما يُلغي الحاجة إلى نسخ البيانات بين ذاكرة التطبيق ومخازن البيانات المؤقتة في نظام التشغيل. لا تتطلب عمليات النقل هذه أي جهد من وحدة المعالجة المركزية أو الذاكرة المؤقتة أو تبديل السياق ، وتستمر بالتوازي مع عمليات النظام الأخرى، مما يُقلل زمن استجابة نقل الرسائل.

ومع ذلك، فإن هذه الاستراتيجية تطرح العديد من المشاكل المتعلقة بحقيقة أن العقدة المستهدفة لا يتم إخطارها باكتمال الطلب (اتصالات من جانب واحد).

قبول

بحلول عام 2018، حظيت تقنية الوصول المباشر إلى البيانات عن بُعد (RDMA) بقبول أوسع نتيجةً لتحسينات التنفيذ التي تُتيح أداءً جيدًا عبر البنية التحتية للشبكات العادية. [ 1 ] على سبيل المثال ، أصبح بإمكان تقنية RDMA عبر إيثرنت المتقارب (RoCE) العمل الآن على بنية تحتية ذات فقدان أو بدون فقدان للبيانات. بالإضافة إلى ذلك، يُتيح بروتوكول iWARP تنفيذ تقنية RDMA عبر الإيثرنت على مستوى الطبقة الفيزيائية باستخدام بروتوكول TCP / IP كوسيلة نقل، جامعًا بين مزايا الأداء وزمن الاستجابة لتقنية RDMA مع حل منخفض التكلفة وقائم على المعايير. [ 2 ] وقد لعب كل من اتحاد RDMA ومبادرة DAT التعاونية [ 3 ] أدوارًا رئيسية في تطوير بروتوكولات RDMA وواجهات برمجة التطبيقات (APIs) ليتم النظر فيها من قِبل مجموعات المعايير مثل فريق عمل هندسة الإنترنت ( IETF ) واتحاد برمجيات الربط البيني (Interconnect Software Consortium). [ 4 ]

بدأ مُصنّعو الأجهزة العمل على مُهايئات شبكة ذات سعة أعلى تعتمد على تقنية RDMA، حيث  سُجّلت سرعات تصل إلى 100 جيجابت/ثانية. [ 5 ] [ 6 ] يدعم مُصنّعو البرامج، مثل IBM [ 7 ] و Red Hat و Oracle Corporation ، واجهات برمجة التطبيقات هذه في أحدث منتجاتهم [ 8 ] ، ومنذ عام 2013، يعمل المهندسون على تطوير مُهايئات شبكة تُطبّق تقنية RDMA عبر الإيثرنت [ 9 ] . يدعم كلٌّ من Red Hat Enterprise Linux و Red Hat Enterprise MRG [ 10 ] تقنية RDMA. تدعم Microsoft تقنية RDMA في Windows Server 2012 عبر SMB Direct . كما يدعم VMware ESXi تقنية RDMA منذ عام 2015.

تشمل تطبيقات RDMA الشائعة بنية الواجهة الافتراضية ، و RDMA عبر إيثرنت المتقارب (RoCE)، وInfiniBand ، و Omni-Path ، و iWARP ، وUltra Ethernet.

استخدام RDMA

تستخدم التطبيقات هياكل تحكم الوصول عبر واجهات برمجة تطبيقات محددة جيدًا، مصممة في الأصل لبروتوكول InfiniBand (مع إمكانية استخدام هذه الواجهات مع أي من تطبيقات RDMA الأساسية). وباستخدام قوائم انتظار الإرسال والإكمال، تُنفذ التطبيقات عمليات RDMA عن طريق إرسال مدخلات قائمة انتظار العمل (WQEs) إلى قائمة انتظار الإرسال (SQ) وتلقي إشعارات بالردود من قائمة انتظار الإكمال (CQ). [ 11 ]

أنواع النقل

يمكن لتقنية RDMA نقل البيانات بشكل موثوق أو غير موثوق عبر بروتوكولي النقل الموثوقين (RC) وغير الموثوقين (UD) على التوالي. يتميز الأول بميزة الحفاظ على الطلبات (عدم فقدان أي طلب)، بينما يتطلب الثاني عددًا أقل من أزواج قوائم الانتظار عند التعامل مع اتصالات متعددة. ويعود ذلك إلى أن بروتوكول UD لا يتطلب اتصالًا مباشرًا، مما يسمح لمضيف واحد بالتواصل مع أي مضيف آخر باستخدام قائمة انتظار واحدة. [ 12 ]

مراجع

  1. ↑ تفوق RoCE على الشبكات ذات فقدان البيانات: https://dl.acm.org/citation.cfm?id=3098588&dl=ACM&coll=DL
  2. ↑ "فهم iWARP" (ملف PDF) . شركة إنتل . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 مايو 2018 .
  3. ↑ "موقع DAT التعاوني" . مؤرشف من الأصل في 17 يناير 2015. تم الاطلاع عليه في 14 أكتوبر 2014 .
  4. ↑ موقع اتحاد برمجيات الربط البيني، مؤرشف بتاريخ 30 أغسطس 2005 على موقع Wayback Machine
  5. ↑ "حلول مايكروسوفت - تقنيات ميلانوكس" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 أكتوبر 2014 .
  6. ↑ "40Gbe SMB Direct RDMA Over Ethernet For Windows Server 2012 - Chelsio Communications" . 2 أبريل 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 أكتوبر 2014 .
  7. ↑ "SOFA-STORAGE: إنشاء إطار عمل مستقل عن البائع لتمكين تفريغ التخزين بسلاسة باستخدام SMARTNICS" (PDF) .
  8. ↑ "ما هي أجهزة RDMA المدعومة في Red Hat Enterprise Linux؟" . 2 يونيو 2016.
  9. ↑ "40Gbe SMB Direct RDMA Over Ethernet For Windows Server 2012 - Chelsio Communications" . Chelsio Communications. 2013-04-02 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2016-07-15 . سيوضح هذا العرض التوضيحي تشغيل نظام Windows Server 2012 SMB Direct من مايكروسوفت بسرعة 40 جيجابت في الثانية باستخدام تقنية RDMA over Ethernet (iWARP).
  10. ↑ "Red Hat Enterprise MRG 2.0 متوفر الآن" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 25 أغسطس 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 يونيو 2011 .
  11. ↑ ستورم: منصة بيانات معاملات سريعة لهياكل البيانات البعيدة: https://dl.acm.org/doi/abs/10.1145/3319647.3325827
  12. ↑ ستورم: منصة بيانات معاملات سريعة لهياكل البيانات البعيدة: https://dl.acm.org/doi/pdf/10.1145/3319647.3325827