你以为完成了IB或RoCE网络建设就结束了?不,你还需要它!

龅牙兔谈科技 2024-05-24 08:40:56

当你完成了 InfiniBand (IB) 或 RoCE (RDMA over Converged Ethernet) 网络的硬件部署,你可能会觉得这项工程已经完美落幕了。但是,真正的挑战还在后面。为了充分发挥这些高性能网络的效能,你还需要一套强大的软件支持,它就是 OpenFabrics Enterprise Distribution (OFED)。

什么是 OFED?

OFED 是由 OpenFabrics Alliance (OFA) 提供的一套开源软件包,专门用于支持高性能计算(HPC)、企业数据中心和云计算环境中的 InfiniBand 和 RoCE 网络。它包含了驱动程序、核心库和工具包,旨在优化网络硬件的性能。

官网链接:https://www.openfabrics.org

为什么需要OFED?

OFED 诞生于对高性能计算(HPC)和数据中心需求的增长背景下。这些环境需要非常高的网络带宽和低延迟,以满足大量数据的快速传输需求。传统的以太网在性能上无法完全满足这些需求,因此 InfiniBand 和 RDMA 技术应运而生,提供了更高的吞吐量和更低的延迟。

3. OFED有哪些用途?高性能计算集群(HPC Clusters):在超级计算机和高性能计算集群中,使用 OFED 提供的驱动程序和库来实现快速的节点间通信。数据中心:在需要高性能网络连接的数据中心中使用 OFED,以提高数据传输效率,减少延迟。存储网络:在存储区域网络(SAN)中使用 OFED 提供的 RDMA 技术,以加快数据访问速度。OFED有哪些组件?驱动程序支持:OFED 提供了适用于 InfiniBand 和 RoCE 设备的驱动程序,确保操作系统可以正确识别和利用这些网络硬件。核心库支持:通过 libibverbs 和 librdmacm 等核心库,OFED 为应用程序提供了访问 RDMA(Remote Direct Memory Access)功能的接口,实现高效的内存直接访问。工具和实用程序:OFED 包含了一系列工具和实用程序,便于配置、管理和测试高性能网络。部署 OFED环境准备

在开始安装之前,请确保你的服务器运行的是受支持的 Linux 发行版,如 CentOS、RHEL 或 Ubuntu。还需要具备基本的网络连接和管理权限。

下载 OFED 软件包

从 OpenFabrics Alliance 的官方网站下载最新版本的 OFED 软件包。

wget https://openfabrics.org/downloads/OFED/ofed-4.17/OFED-4.17.tgztar -xzf OFED-4.17.tgzcd ofed-4.17

进入解压后的目录,运行安装脚本。

./install.sh

安装完成后,需要配置 InfiniBand 或 RoCE 网络接口。例如,配置 InfiniBand 网络接口 ib0 的 IP 地址。

ifconfig ib0 192.168.1.1 netmask 255.255.255.0 up

确保相关服务已经启用并正在运行。可以使用 systemctl 命令进行检查和启动。

systemctl start openibdsystemctl enable openibd

使用 OFED 提供的性能测试工具,如 ib_write_bw 和 ib_read_bw,测试网络带宽和延迟。

ib_write_bwib_read_bwOFED维护定期更新:定期检查并更新 OFED,以获取最新的驱动程序和功能增强。监控和管理:利用 OFED 提供的工具监控网络性能,及时发现并解决潜在问题。文档和支持:充分利用 OpenFabrics Alliance 提供的文档和社区支持,解决部署和使用过程中遇到的问题。

完成 InfiniBand 或 RoCE 网络的硬件部署只是第一步。要充分发挥这些高性能网络的优势,OFED 是必不可少的一环。通过正确安装和配置 OFED,你的服务器将能够实现高效的数据传输,真正发挥出 IB 和 RoCE 网络的强大效能。

为什么说OpenMPI或MVAPICH常与OFED一起使用?

OpenMPI 常与 OFED 一起使用,是因为 OpenMPI 是一个广泛应用于高性能计算(HPC)环境中的消息传递接口(MPI)实现,而 OFED 提供了对高性能网络(如 InfiniBand 和 RoCE)的支持。结合这两者,可以实现高效的节点间通信,从而显著提升计算性能和数据传输速度。

OpenMPI 是什么?

OpenMPI(Open Message Passing Interface)是一个开源的 MPI 实现,主要用于并行计算。它提供了一组 API,允许在不同计算节点之间高效地传递消息,是构建并行应用程序的基础。

OpenMPI 的主要功能:

跨节点通信:允许多个计算节点之间传递数据和消息。支持多种网络协议:包括 TCP/IP、InfiniBand 和 RoCE。高性能和可扩展性:设计用于大规模并行计算,支持成千上万个计算节点。容错和负载均衡:提供了容错机制和负载均衡功能,确保计算任务的可靠性和效率。

MVAPICH 是什么?

MVAPICH(Message Passing Interface for InfiniBand and High Performance Interconnects)是另一个高性能 MPI 实现,专门针对 InfiniBand 和其他高性能网络进行优化。它的开发目标是为高性能计算提供低延迟和高带宽的通信能力。

MVAPICH 的主要功能:

针对 InfiniBand 优化:提供了专门为 InfiniBand 和 RoCE 优化的通信协议。高性能:通过 RDMA 技术,实现极低的通信延迟和高数据吞吐量。可扩展性:支持大规模并行计算,适用于超级计算机和大规模计算集群。兼容性:与标准 MPI 接口兼容,便于应用程序的移植和使用。

OpenMPI 和 MVAPICH 的对比:

特性

OpenMPI

MVAPICH

适用场景

广泛的并行计算场景,支持多种网络协议

专为高性能网络优化,尤其是 InfiniBand 和 RoCE

网络支持

支持 TCP/IP、InfiniBand、RoCE 等多种协议

专门优化支持 InfiniBand 和 RoCE

性能

在多种网络环境中表现良好

在 InfiniBand 和 RoCE 环境中表现卓越

通信延迟

相对较低

极低的通信延迟

数据吞吐量

高数据吞吐量

最高的数据吞吐量

可扩展性

支持成千上万个计算节点

支持大规模并行计算,适用于超级计算机

容错和负载均衡

提供容错机制和负载均衡功能

提供容错机制和负载均衡功能

兼容性

与各种 MPI 标准和实现兼容,跨平台兼容性好

与标准 MPI 接口兼容,专注高性能网络

配置和管理

配置和管理相对简单,支持多种环境

针对高性能网络的配置和管理更复杂

最佳使用场景

通用并行计算环境

需要极高性能和低延迟的计算环境

OpenMPI 和 MVAPICH 都是高性能计算中常用的 MPI 实现,它们常与 OFED 一起使用,以充分发挥高性能网络的优势。

OpenMPI 提供了广泛的适用性和良好的兼容性,而 MVAPICH 则在针对 InfiniBand 和 RoCE 网络的优化上表现更佳。选择哪一个取决于具体的应用需求和网络环境。

结合使用 OFED,可以确保 OpenMPI 和 MVAPICH 能够充分利用高性能网络硬件,实现高效的节点间通信,从而提升并行计算的整体性能。

在当前技术趋势下,OFED还是必须的吗

在当前技术趋势下,OFED(OpenFabrics Enterprise Distribution)仍然在某些特定的高性能计算(HPC)和数据中心环境中是必要的,但其必需性可能因具体情况和需求而异。

新的网络技术和标准:随着新的网络技术和标准的出现,如 NVMe over Fabrics (NVMe-oF)、100Gb Ethernet 等,OFED 的重要性可能会相对降低。这些新技术可能会提供内置的驱动和优化,不再需要单独的 OFED 软件包。软件定义网络(SDN)和虚拟化:软件定义网络(SDN)和虚拟化技术的发展,正在改变数据中心和网络架构。SDN 提供了更灵活的网络管理和配置,可能会减少对传统驱动程序和库的依赖。集成解决方案:一些高性能计算和数据中心解决方案提供商已经开始集成所需的驱动和优化,不再需要用户单独安装和配置 OFED。例如,云服务提供商和超大规模数据中心通常提供预配置的环境。

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