Questions Fréquemment Posées sur les Spécifications de l’Architecture InfiniBand

InfiniBand a été largement adopté dans les environnements de calcul haute performance (HPC), les centres de données et d’autres environnements qui nécessitent une communication de données rapide et fiable. Cet article répond aux questions fréquemment posées concernant InfiniBand, couvrant divers aspects tels que les principes de fonctionnement, son impact, ses applications, etc.

1: Qu’est-ce qu’InfiniBand ?

InfiniBand est une norme industrielle d'architecture d’interconnexion commutée, basée sur des canaux, pour la connectivité des serveurs et des systèmes de stockage. Cette technologie d’interconnexion utilise une topologie de type "switched fabric", où les appareils sont connectés via un réseau de commutateurs au lieu d'une architecture de bus traditionnelle. Cela permet des configurations plus évolutives et plus flexibles, ainsi qu’une meilleure tolérance aux pannes et une fiabilité globale du système. Cette technologie est largement utilisée dans les environnements informatiques à haute performance (HPC), les centres de données et autres environnements où une communication rapide et fiable des données est essentielle pour assurer des performances optimales du système.

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2: Pourquoi Infiniband est Importante?

Les applications nécessitant des performances élevées, telles que la recherche biomédicale, le développement de médicaments, data mining, la dynamique des fluides et l’analyse météorologique, exigent des capacités de transmission et de traitement des messages efficaces afin d'accélérer le calcul et le stockage de vastes ensembles de données.

Pour les charges de travail HPC, en particulier celles impliquant des modèles volumineux et complexes, les demandes de calcul sont intensives. Pour optimiser l'apprentissage des modèles et gérer de nombreux ensembles de données, les professionnels des systèmes HPC adoptent de plus en plus l’informatique distribuée. Cela implique de répartir les charges de travail sur des serveurs interconnectés ou des nœuds connectés via des connexions réseau à haut débit et à faible latence.

De plus, les applications d'entreprises, y compris les bases de données, la virtualisation, les services réseau et les marchés verticaux critiques tels que les services financiers, les compagnies d'assurance et la vente au détail, nécessitent des systèmes informatiques ayant des performances optimales.

Infiniband a joué un rôle déterminant dans les déploiements de supercalculateurs à grande échelle destinés au calcul scientifique distribué complexe et s'est imposée comme la meilleure technologie pour l'apprentissage de modèles complexes et de grande envergure. Grâce à sa latence ultra-faible, InfiniBand est devenu un accélérateur essentiel pour les applications de calcul scientifique et de calcul haute performance d’aujourd’hui. Les solutions d’interconnexion InfiniBand, combinées à des serveurs, des processeurs multicœurs intégrés et un stockage informatique accéléré, offrent des performances optimales pour relever ces défis.

3: Quelle est la gamme de performances proposée par InfiniBand ?

Infiniband offre une solution à plusieurs niveaux pour la performance des liaisons, avec des vitesses variées telles que 56/40G FDR, 100G EDR, 200G HDR, 400G NDR et 800G NDR. Chacune de ces vitesses de liaison garantit non seulement une communication réseau à faible latence, mais offre également un débit global supérieur. InfiniBand est donc le meilleur choix pour les interconnexions d'E/S des centres de données.

4: Combien de Nœuds InfiniBand Prend-il en Charge ?

L'Architecture d'Infiniband peut accueillir des dizaines de milliers de nœuds dans un seul sous-réseau. L’évolutivité réelle d’un réseau est influencée par des facteurs tels que la conception du commutateur, la topologie du réseau (e.g., fat-tree, hypercube) et les spécifications particulières d’InfiniBand implémentées dans le matériel. Il est courant que les réseaux Infiniband de prennent en charge des centaines ou des milliers de nœuds, ce qui en fait un choix solide pour les environnements informatiques hautes performances et à grande échelle.

5: Quel Type de Câblage InfiniBand Prend-il en Charge ?

InfiniBand prend en charge différents types de câblage, le choix dépendant de la génération ou de la spécification InfiniBand particulière utilisée. Les types de produits de câblage InfiniBand les plus courants sont les suivants :

• Les câbles DAC Infiniband sont utilisés pour le câblage de courtes distances au sein et entre racks, avec une vitesse maximale atteignant 800G. Ces câbles sont rentables et conviennent aux communications à haut débit et à faible latence sur des distances relativement courtes.

• Les câbles AOC Infiniband sont utilisés pour des connexions plus longues pouvant atteindre 100 mètres et offrent les avantages d’un poids réduit et d’une meilleure intégrité du signal sur de longues distances.

• Les Émetteurs-Récepteurs Infiniband conviennent aux liaisons fibre optique pouvant atteindre 10 km et aux scénarios nécessitant des performances plus élevées.

6: Qu’est-ce Que RoCE (RDMA over Ethernet Convergent) et Quel est Son Lien avec InfiniBand ?

RoCE est un protocole réseau qui permet l’utilisation de RDMA sur des réseaux Ethernet de Couche 2 et 3.

RDMA, une technologie permettant des transferts de données directs entre la mémoire, le GPU et le stockage de systèmes distants sans intervention du CPU, prend en charge les transferts de données rapides et à faible latence sur les réseaux. Contrairement aux réseaux traditionnels impliquant des transferts de données en plusieurs étapes, où les données se déplacent de la mémoire du système source à travers la pile réseau, sur le réseau et finalement dans la mémoire du système de destination, RDMA rationalise ce processus, améliorant considérablement l’efficacité du transfert de données.

Alors que cette technologie était initialement adopté dans le secteur du Calcul Haute Performance (HPC) via InfiniBand, RDMA est désormais exploité dans l’Ethernet d’entreprise via RoCE. Aujourd'hui, avec l'adoption de calcul GPU et des cas d’utilisation HPC à grande échelle dans les environnements cloud, Ethernet peut être une solution pratique lorsqu’il exécute RoCE.

7: Est-ce que Infiniband prend en charge SDN (Software Defined Networking) ?

Infiniband prend en charge SDN (Software Defined Networking). SDN, ou "Réseau Défini par Logiciel" en français, est une approche architecturale de la mise en réseau qui sépare le plan de contrôle (où les décisions réseau sont prises) du plan de données (où le trafic est transféré). Infiniband, avec sa flexibilité et son adaptabilité, peut être intégré dans les architectures SDN pour fournir une programmabilité, une automatisation et un contrôle centralisé des ressources réseau.

8: Quelle est La Relation entre InfiniBand et Fibre Channel ou Ethernet ?

L’architecture InfiniBand est complémentaire Fibre Channel et Ethernet, offrant des performances supérieures et une efficacité d’E/S améliorée. Positionné de manière unique, InfiniBand s’impose comme l’interconnexion d’E/S préférée, remplaçant progressivement Fibre Channel dans de nombreux centres de données. Ethernet se connecte de manière transparente à la périphérie de la structure InfiniBand et bénéficie d’un meilleur accès aux ressources de calcul compatibles avec l’architecture InfiniBand. Cela permet aux responsables informatiques d’obtenir une allocation plus équilibrée des ressources d’E/S et de traitement au sein de la structure InfiniBand.

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9: Comment Intégrer l’Architecture InfiniBand dans un Centre de Données Virtualisé ?

La croissance des serveurs basés sur des CPUs multi-cœurs et l’utilisation de plusieurs machines virtuelles stimulent la demande de plus de connexions d’E/S par serveur physique. Par exemple, un environnement de serveur VMware ESX typique nécessite plusieurs cartes d’interface réseau Ethernet et adaptateurs de bus hôte Fibre Channel, ce qui entraîne une augmentation des coûts d’E/S, de la complexité du câblage et des complexités de gestion.

La virtualisation des E/S InfiniBand répond à ces défis en fournissant des E/S unifiées dans l’ensemble du paysage des serveurs informatiques, améliorant ainsi considérablement les performances LAN et SAN des machines virtuelles. Il permet une isolation efficace des domaines informatiques, LAN et SAN pour une évolutivité indépendante des ressources. Le résultat est une infrastructure virtuelle plus adaptable.

Dans les environnements VMware ESX, les machines virtuelles, les applications et la gestion de l’infrastructure basée sur vCenter s’exécutent sur des interfaces de carte réseau et d’adaptateur HBA familières. Cela permet aux responsables informatiques d’exploiter de manière transparente les propositions de valeur mentionnées tout en minimisant les perturbations et les courbes d’apprentissage.

InfiniBand optimise la productivité des centres de données dans les applications verticales d’entreprise telles que la gestion de la relation avec les clients, les bases de données, les services financiers, les services d’assurance, la vente au détail, la virtualisation, l'informatique en nuage et les services Web. Les serveurs utilisant InfiniBand offrent aux responsables informatiques des centres de données une combinaison unique de performances et d’efficacité énergétique, formant une plate-forme matérielle qui offre une productivité, flexibilité, évolutivité et fiabilité maximales afin d'optimiser le Coût Total de Possession (TCO).

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