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RoCE vs Infiniband vs TCP/IP

Updated on jun 13, 2022
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Switches para Centros de Datos de FS

Seguramente ya sepas que un protocolo de red es un conjunto de reglas que rigen el intercambio de datos en la red. Los protocolos de red más extendidos en las redes de almacenamiento distribuido son: el acceso directo a memoria remota (RDMA, Remote direct memory access) y el protocolo de control de transmisión/ protocolo de Internet (TCP/IP, Transmission control protocol/ Internet protocol). El RDMA se puede clasificar en tres tipos principales: el RDMA sobre Ethernet convergente (RoCE, RDMA over Converged Ethernet), el Infiniband y el protocolo RDMA de área amplia de Internet (IWARP, Internet wide area RDMA protocol ). ¿En qué consisten estos protocolos y cual es el más adecuado para los centros de datos? Te lo aclaramos a continuación.

 

¿Qué es el RoCE?

El RDMA sobre Ethernet convergente (RoCE) es un protocolo de red definido por la InfiniBand Trade Association (IBTA) que alivia la carga de trabajo de la unidad de procesamiento central (CPU, Central processing unit) durante la transmisión de datos de una máquina a otra. En general, existen dos versiones principales de RoCE: RoCEv1 y RoCEv2. El RoCE v1 es un protocolo de capa de enlace Ethernet, mientras que RoCE v2 es un protocolo de capa de Internet.

El RoCE proporciona menos latencia que su predecesor, el protocolo IWARP. Aparte de su alta rentabilidad, alto rendimiento y bajo consumo de energía, este protocolo aporta muchos beneficios a los centros de datos comerciales modernos. De hecho,es especialmente adecuado para entornos informáticos con costes limitados y/o sensibles al rendimiento, como la computación en la nube.

 

¿Qué es el Infiniband?

El Infiniband es un protocolo de red de nueva generación compatible con el RDMA que se utiliza en la informática de alto rendimiento. Gracias a su rendimiento extremadamente alto y baja latencia, este protocolo suele utilizarse para la interconexión de datos entre ordenadores, servidores o sistemas de almacenamiento.

A diferencia del RoCE, el Infiniband realiza el RMDA a través de adaptadores o switches Infiniband en lugar de Ethernet. Por tanto, el Infiniband ofrece una latencia menor y un mayor ancho de banda que el RoCE. Los switches Ethernet tienen una latencia entre puertos de 230 ns, mientras que los switches InfiniBand con el mismo número de puertos tienen una latencia de 100 ns. Sin embargo, el protocolo Infiniband también es más caro porque requiere el soporte de las tarjetas de red y los switches IB.RoCE vs Infiniband

 

¿Qué es elTCP/IP?

El TCP/TP se utiliza para interconectar dispositivos de red a través de Internet. Identifica cómo hay que empaquetar, direccionar, transmitir, enrutar y recibir los datos. Este protocolo pone mucho énfasis en la precisión de la transmisión de datos entre dos ordenadores. Si el sistema encuentra algún problema al enviar el mensaje, hay que volver a enviar el mensaje completo.

Además, la funcionalidad del TCP/IP se divide en cuatro capas diferentes: la capa de enlace de datos,la de Internet, la de transporte y la de aplicación. Los datos deben recorrer estas cuatro capas antes de la recepción en el otro extremo. Luego, TCP/IP reensamblará los datos que recorren las capas en el orden inverso y los presentará a los receptores. Este protocolo mejora el rendimiento o la seguridad de los centros de datos porque permite actualizar las capas por separado sin tener que implicar el sistema completo. TCP/IP

 

RoCE vs Infiniband vs TCP/IP

Como hemos mencionado previamente, el RoCE y el Infiniband son dos protocolos de red comunes de la tecnología RDMA. En comparación con el TCP/IP, el RDMA proporciona acceso directo a los datos de la memoria a través de la interfaz de red en lugar de hacerlo a través del núcleo, lo que permite una transmisión de baja latencia y alto rendimiento. Estos tres protocolos de red se diferencian en varios aspectos.

  RoCE Infiniband TCP/IP
Alta escalabilidad √√
Alto rendimiento ×
Facilidad de gestión × ×
Rentabilidad ×
Dispositivo de red Dispositivo de red Switch IB Dispositivo de red
  • Alta escalabilidad: Los tres protocolos de red tienen una gran escalabilidad y flexibilidad. El Infiniband es el más escalable, de hecho, es capaz de soportar decenas de miles de nodos en una sola subred. Además, también proporciona una arquitectura relativamente sencilla y escalable permite la creación de clústeres de tamaño casi ilimitado a través de los routers Infiniband.

  • Alto rendimiento: Dado que el TCP/IP supone una carga sobre los recursos de procesamiento de la CPU y la latencia, tiene un rendimiento menos satisfactorio que los otros dos protocolos. Por su lado, el RoCE aumenta la velocidad y la potencia en los centros de datos empresariales y reduce el coste total de propiedad sin sustituir la infraestructura Ethernet. En cuanto al Infiniband, utiliza enlaces y buses de serie para enviar los datos de bit por bit, lo que permite unas comunicaciones más rápidas y eficaces.

  • Facilidad de gestión: Aunque el RoCE y el Infiniband tienen menor latencia y mayor rendimiento que el TCP/IP, este es más fácil de desplegar y gestionar. Los administradores de red que utilizan el TCP/IP para la configuración de dispositivos y de conectividad de red sólo necesitan una pequeña gestión centralizada.

  • Rentabilidad: Para los centros de datos empresariales con un presupuesto limitado, el Infiniband no es la mejor opción porque utiliza costosos puertos de conmutación IB para transportar un gran número de aplicaciones y aumenta los costes de computación, de mantenimiento y de gestión de las empresas. Por el contrario, el RoCE y el TCP/IP son más rentables porque utilizan switches Ethernet.

  • Dispositivos de red: Como muestra la tabla, tanto el RoCE como el TCP/IP realizan la transmisión de datos a través de switches Ethernet. En cambio, el Infiniband utiliza switches IB con arquitectura independiente para portar las aplicaciones. Normalmente, los switches IB requieren la interconexión de dispositivos que soporten este protocolo, son relativamente cerrados y difíciles de sustituir.

 

¿Cuál de estos protocolos es el mejor para el centro de datos?

Hoy en día, los centros de datos requieren el máximo ancho de banda y una latencia extremadamente baja de la interconexión subyacente. En estas circunstancias, el protocolo de red TCP/IP tradicional es incapaz de satisfacer requisitos de los centros de datos, ya que implica una carga para los recursos de procesamiento de la CPU y una alta latencia.

Las empresas que duden entre el RoCE y el Infiniband deben tener en cuenta sus requisitos exclusivos y el coste. Si prefieren la conexión de red de mayor rendimiento, el Infiniband es mucho más óptimo. En cambio, aquellos que busquen un buen rendimiento, una gestión sencilla y un coste limitado, deberían elegir el RoCE para sus centros de datos.

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