Remote Direct Memory Access (RDMA)

Published on April 15, 2023
Remote Direct Memory Access (RDMA)

Remote Direct Memory Access เป็นเทคโนโลยีที่ทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อกันในระบบเครือข่าย ทำการแลกเปลี่ยนข้อมูลที่อยู่ในหน่วยความจำได้โดยตรง และ ไม่จำเป็นที่จะต้องอาศัย cache ใน CPU หรือว่า ระบบปฏิบัติการ RDMA นั้นจะช่วยให้ throughput และ ประสิทธิภาพ เพราะว่า มันช่วยให้มีการปล่อยทรัพยากรนั้นทำได้เร็วขึ้น ทำให้อัตราการส่งข้อมูลนั้นเร็วขึ้น และ latency น้อยลง เพราะฉะนั้นทำให้ทั้งความเร็วในการส่งข้อมูลในระบบเครือข่ายและทั้งการทำงานของ storage นั้นดีขึ้นอย่างมาก

RDMA นั้นมีการใช้ protocol เพื่อที่จะทำให้การส่งข้อมูลทั้ง เข้า และ ออก ระหว่างมีปรสิทธิภาพด้วยการใช้ transport protocol ภายใน network card เลย โดยเราจะเรียกว่า RDMA over Converged Ethernet (RoCE) เพื่อให้เกิดการสื่อสารระหว่าง Network Card

 

แสดงการไหลของข้อมูล RDMA

รูปที่ 1 แสดงการไหลของข้อมูล RDMA

 

RDMA นั้นใช้หลักการที่เรียกว่า zero-copy ซึ่งหลักการก็คือ การอ่านหน่วยความจำของ เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ 1 และทำการเขียนไปในหน่วยความจำของเครื่องที่ 2  โดย bypass ระดับชั้น kernel ของระบบปฏิบัติการ ในคอมพิวเตอร์ทั้งสองเครื่อง หลักการของ RDMA นั้นถูกใช้อย่างกว้างขวางใน high-performance computing (HPC) และ hyperconverged (HCI) นอกจากนั้น ก็ยังมีการใช้งานในระบบ cluster และ database ที่จำเป็นต้องใช้ latency ต่ำๆ

การที่เราจะใช้ RDMA ได้นั้นจำเป็นที่จะต้องใช้ NIC ที่สนับสนุน RDMA และ จะต้องใช้ network protocol ซึ่งปัจจุบัน มีอยู่หลายตัวดังต่อไปนี้

  • RDMA over Converged Network (RoCE) ซึ่งเป็นหนึ่งใน protocol ที่จะทำให้ RDMA ทำงานได้บน ethernet โดยปัจจุบัน คือ version 2 (RoCEv2) มันทำงานอยู่บน protocol UDP และ IP อีกชั้นหนึ่ง โดย RoCEv2 นั้นเป็น routable protocol และ ปัจจุบันมันเป็น Protocol ที่แพร่หลายที่สุด ในการใช้งาน RDMA
  • Internet Wide Arewa RDMA Protocol (iWARP) สำหรับ iWARP จะใช้ TCP หรือ SCTP ในการส่งข้อมูล โดยผู้ที่พัฒนา iWARP คือ The Internet Engineering Task Force และ มันทำงานได้โดย ที่ไม่จำเป็นจะต้องอาศัยการสนับสนุน จากทั้ง application และ OS เลย
  • InfiniBand สำหรับ InfiniBand นั้นสนับสนุน RDMA โดย InfiniBand นั้นได้รับความนิยมอย่างกว้างขวางใน HPC เพราะด้วยความที่มันสนับสนุนความเร็วสูงอย่างมาก เช่น 200Gbps

ในปัจจุบันนั้น มีผู้ผลิตหลายรายในตลาดที่ออกผลิตภัณฑ์ที่สนับสนุน RDMA ออกมาในตลาด เช่น

  • Broadcom and Emulex adapters
  • DELL EMC PowerEdge Server
  • Marvell FastLinQ 45000 Ethernet NICs
  • Nvidia ConnectX network adapters และ InfiniBand
  • Chelsio Terminator 6 iWARAP adapters

 

RDMA ที่มีการใช้ flash-based SSDs และ NVDIMMs

สำหรับ flash storage นั้นเป็นระบบ ที่มีความเร็วสูงกว่า storage system ที่ใช้ disk เป็นอย่างมาก แต่อย่างไรก็ตาม แต่อย่างไรก็ตามซอฟต์แวร์ที่รองรับนั้นก็อาจจะเกิดสภาวะคอขวดขึ้นได้

 

การเชื่อมต่อไปยัง Hyper-V จาก Workstation ที่มีสถานะของโดเมนต่างกัน

แน่นอนว่า การติดตั้ง Hyper-V นั้นสามารถทำได้ทั้งแบบ standalone หรือว่า domain ด้วยเหตุผลที่ต่างๆ กันไป เช่นกลัวการโดน...

Read more »

วิธีติดตั้งและตั้งค่า ProxCenter เชื่อมต่อ Proxmox VE ใช้งานจริง

เมื่อองค์กรเริ่มใช้งานหลายคลัสเตอร์ของ Proxmox VE การบริหารจัดการผ่านหน้าเว็บของแต่ละโหนดอาจไม่สะดวก และมองภาพรวมได้ยาก ProxCenter ถูกออกแบบมาเพื่อรวมศูนย์การจัดการทั้งหมด ไม่ว่าจะเป็น VM, Container,...

Read more »

ขับเคลื่อนความยั่งยื่นด้าน IT ผ่านกลยุทธ์ RSE

RSE คืออะไร RSE หรือ Responsible Sustainable Efficient หากแปลความตัวเราก็จะได้ความหมายว่า ความรับผิดชอบ ความยั่งยืน...

Read more »

ProxCenter บริหาร Proxmox VE แบบเดียวกับ vCenter ใน VMware

สิ่งหนึ่งที่ผู้ใช้งาน VMware รู้สึกว่าเหมือนจะหายไป หลังจากย้ายมา Proxmox VE นั่นก็คือ เครื่องมือบริหารแบบองค์รวมที่ทำหน้าที่คล้าย vCenter แต่ว่าตอนนี้ท่านอาจจะต้องเปลี่ยนความคิด...

Read more »

ทดสอบการรับภาระงานและความเค้นใน Web App และ API ด้วย Gatling

ความจำเป็นของการทำ Load และ Stress Test สำหรับ Web Application และ API...

Read more »

Hyper-V vs Proxmox VE เปรียบเทียบทุกมุมมอง

ทุกวันนี้ virtualization ได้กลายเป็นกระดูกสันหลังของทุกองค์กรไปแล้ว ด้วยคุณสมบัติของมันที่จะช่วยให้คุณใช้ทรัพยากรได้อย่างมีประสิทธิภาพที่สุด และ ให้ความอิสระในแง่ของการใช้งานและการบริหารระบบ หากพูดถึงเรื่องการเลือก Hypervisor คุณอาจจะเคยได้ยินคนพูดถึงการเปรียบเทียบระหว่าง Hyper-V...

Read more »