InfiniBandの特徴は？

進化し続けるネットワーキング技術の中で、InfiniBandは際立ったソリューションとして登場し、データの転送と処理の方法に革命をもたらしました。そのユニークな特徴と性能により、InfiniBandはhigh-performance computing（HPC）やデータセンター環境のバックボーンとなっています。この記事では、InfiniBandをネットワーキングの領域で際立たせている3つの重要な側面について詳しく説明します。

ソフトウェア定義ネットワーキング（SDN）に対応

InfiniBandは、ソフトウェア定義ネットワーキング（SDN）をサポートできる最も初期の業界標準仕様の1つです。ROCEロスレスイーサネットを含む従来のイーサネットとは異なり、InfiniBandスイッチはルーティングプロトコルを実行しません。集中型のサブネット・マネージャがネットワーク全体のフォワーディング・テーブルを計算し、配布します。サブネットマネージャはトラフィックのルーティング機能を提供し、アーキテクチャの柔軟性を高めます。SDN 構造はノード間に複数のパスを作成することを可能にし、サブネットマネージャはノード上で動作するアプリケーションの要求に基づいてノード間の最適なルートを決定することができます。サブネットマネージャを単一のエンティティ上で実行することで、構造内でシンプルなスイッチを使用でき、関連コストを節約できます。

柔軟で効率的なトラフィック・ルーティングに加え、サブネット・マネージャーは複数のQoS（Quality of Service）レベルをサポートし、利用可能な帯域幅の最小シェアを保証します。アプリケーションは、データの優先順位に合わせてチャネルにデータを配置するように設定できます。これにより、InfiniBandベースのSoftware-Definedインフラストラクチャは、さまざまな通信ニーズをサポートできます。

InfiniBandのソフトウェア定義ネットワーキング（SDN）サポートは、より効率的で柔軟なネットワークの構築を促進します。SDNはコントロールプレーンとデータプレーンの分離を可能にし、管理者に集中制御とプログラマビリティを提供します。これにより、ネットワーク管理が合理化されるだけでなく、アプリケーションの要件に基づいてリソースを動的に割り当てることができます。

事前クレジット輻輳回避メカニズム

事前クレジット輻輳回避メカニズムは、バッファオーバーフローやパケットロスの問題を回避し、ネイティブロスレスネットワークを実現します。

各InfiniBandネットワークリンクには、送信するデータパケットを格納するための所定のバッファがあります。データを転送する前に、送信側は受信側で利用可能なクレジットをチェックし、受信データ用に利用可能なバッファ容量を示します。送信側は、このクレジット値に基づいてデータパケット転送を開始するかどうかを決定します。受信側のクレジットが不足している場合、送信側は受信側が十分なバッファを解放し、新たに利用可能なクレジットを報告するまで待ちます。このアプローチでは、ネットワークが容量に近づいたときに送信側に信号を送ることで輻輳を防ぎ、輻輳が発生する前に回避することができます。その結果、作業負荷が高い場合でも、信頼性が高く効率的なデータ伝送を保証するロスレス・ネットワークが実現します。この機能は、データの完全性と低遅延通信を必要とするアプリケーションにとって特に重要です。これにより、InfiniBandネットワークは、HPCやクラウドデータセンター向けの高速、低レイテンシー、スケーラブルなソリューションとして位置づけられます。

低レイテンシーを実現するカットスルースイッチングモード

イーサネットはストア・アンド・フォワード・モードを採用しており、スイッチはデータパケット全体を完全に受信してキャッシュに保存し、転送前にパケットの宛先アドレスと整合性を検査する必要があります。これに対して、InfiniBandはカットスルースイッチングモードを採用しています。InfiniBandスイッチは、データパケットのヘッダ情報をフェッチするだけでよく、宛先ポートを決定すると直ちに転送プロセスを開始します。これにより、転送前にデータパケット全体の受信を待つ必要がなくなります。

このアプローチは、データがネットワークを通過するのに必要な時間を最小限に抑え、待ち時間が短縮され、システム全体の応答性が向上します。InfiniBandのカットスルースイッチングモードは、金融取引プラットフォーム、科学シミュレーション、インタラクティブゲームなど、リアルタイム通信を必要とするアプリケーションで比類のないパフォーマンスを実現し、競争上の優位性をもたらします。

まとめ

InfiniBandがネットワーキングの分野で傑出した地位を占めるようになったのは、SDN、プレクレジット輻輳回避メカニズム、カットスルースイッチングモードをサポートしているためです。これらの特徴により、InfiniBandを現代のHPC環境やデータ集約型アプリケーションに合わせた効率的なソリューションとなっています。

InfiniBandインフラストラクチャに対する世界的な需要に応えるため、FSは、800G、400G、200G、100G、56/40Gの速度を持つInfiniBandトランシーバーとケーブル、NVIDIA InfiniBandアダプタとNVIDIA InfiniBandスイッチなどの包括的な製品ポートフォリオを通じて、高性能なInfiniBandソリューションを提供します。最先端のR&Dからグローバルな倉庫まで、FSの専門チームは、お客様のニーズに基づいたカスタマイズされた効果的なソリューションを提供し、ネットワークの安定性と最適なパフォーマンスを保証します。