Die Leistung der Mellanox-Adapterkarten entfesseln: Der ultimative Leitfaden zu Ethernet, InfiniBand und mehr

Mellanox-Adapterkarten sind der Höhepunkt der Netzwerktechnologie in einer Zeit, in der Datenübertragungsgeschwindigkeit und Konnektivität Vorrang haben. Dieses Dokument bietet eine umfassende Analyse der Funktionen und Anwendungen von Mellanox-Adapterkarten und konzentriert sich dabei auf Ethernet- und InfiniBand-Lösungen. Das Verständnis dieser Spezifikationen, Vorteile und Bereitstellungsstrategien für Adapterkarten, die in Unternehmen, die zunehmend auf sie angewiesen sind, in Hochleistungsrechnern verwendet werden, ist von entscheidender Bedeutung. Einige Schlüsselbereiche, die wir untersuchen werden, sind Architektur, Leistungsbenchmarks und die Integration verschiedener IT-Umgebungen mit Mellanox-Adaptern, um den Lesern zu zeigen, wie sie das volle Potenzial ihrer Systeme ausschöpfen und gleichzeitig die Netzwerkeffizienz verbessern können. Angenommen, Sie sind Netzwerkingenieur, IT-Berater oder jemand, der Technologie liebt. In diesem Fall ist dieser Leitfaden für Sie – wir geben Ihnen alles, was Sie wissen müssen, um die gesamte Leistung der Mellanox-Adaptertechnologien zu nutzen!

Was sind Mellanox-Adapterkarten?

Mellanox Technologies verstehen

Mellanox Technologies, jetzt Teil von NVIDIAkonzentriert sich auf Hochgeschwindigkeitsnetzwerk- und Konnektivitätslösungen mit Ethernet- und InfiniBand-Technologien. Das Unternehmen ist bekannt für sein Engagement zur Steigerung des Datendurchsatzes bei gleichzeitiger Verringerung der Latenz in Rechenzentren, Cloud-Umgebungen und Hochleistungs-Computing-Anwendungen. Mellanox hat eine breite Auswahl an Adapterkarten, Switches und Software entwickelt, die dabei helfen, Informationen effizient durch verschiedene Infrastrukturen zu bewegen. Diese Produkte verwenden Spitzentechnologie wie RDMA (Remote Direct Memory Access) oder intelligentes Offloading, das eine reibungslose Integration mit anderen Systemen und insgesamt eine bessere Anwendungsleistung ermöglicht. Um diese Fortschritte von Mellanox voll auszunutzen, ist es wichtig, sie zu verstehen, insbesondere wenn man mit ihren Adaptern unter modernen Netzwerkanforderungen zu tun hat.

Die Rolle von Netzwerkschnittstellenkarten

Netzwerkschnittstellenkarten (NICs) sind für die Verbindung von Computern und Geräten mit einem Netzwerk von entscheidender Bedeutung. Eine NIC ist das Medium, über das Datenpakete über das lokale Netzwerk (LAN) oder das Weitverkehrsnetz (WAN) gesendet und empfangen werden. Sie ist für die Vernetzung wichtig, da sie Netzwerkprotokolle in elektrische Signale, sodass Geräte effektiv kommunizieren können.

Mellanox Technologies produziert moderne NICs mit erweiterten Funktionen, die hohe Bandbreite, Kommunikation mit geringer Latenz und Hardwarebeschleunigung für verschiedene Offloading-Aufgaben unterstützen. Diese Funktionen verbessern die Gesamtnetzwerkleistung erheblich und minimieren gleichzeitig den CPU-Overhead, was beim Cloud-Computing und bei Big Data Analytics, wo Anwendungen mit hohem Durchsatz ausgeführt werden, von entscheidender Bedeutung ist. Darüber hinaus erleichtern NICs die Netzwerkvirtualisierung, indem sie es mehreren virtuellen Maschinen ermöglichen, einen Satz physischer Netzwerkressourcen zu verwenden, während Isolierung und Sicherheit gewährleistet und die Vorteile der SmartNIC-Attribute genutzt werden.

Typen von Mellanox-Adapterkarten

Mellanox bietet eine Reihe von Adapterkarten an, die jeweils für unterschiedliche Netzwerkanforderungen entwickelt wurden und über einzigartige Funktionen und Fähigkeiten verfügen. Die wichtigsten Typen sind:

1. Ethernet-Adapterkarten: Diese Karten ermöglichen Hochgeschwindigkeits-Ethernet-Verbindungen zwischen 10 GbE und 100 GbE. Sie eignen sich am besten für Umgebungen, die hohe Datenübertragungsraten und eine Kommunikation mit geringer Latenz erfordern, wie etwa Rechenzentren und Unternehmensnetzwerke. Offloading-Fähigkeiten und Unterstützung für RoCE (RDMA over Converged Ethernet) gehören zu den erweiterten Eigenschaften, die sie für Speicher- oder Datenbankanwendungen geeignet machen.
2. InfiniBand-Adapterkarten: Diese Karten wurden speziell für High-Performance-Computing (HPC) oder datenintensive Workloads entwickelt, bei denen höhere Bandbreiten bei geringeren Latenzen erforderlich sind. InfiniBand-Lösungen eignen sich aufgrund ihrer Optimierungsfunktionen am besten für große Datenumgebungen, darunter wissenschaftliche Forschung, Finanzdienstleistungen, Anwendungen für maschinelles Lernen usw. Sie bieten außerdem einen hervorragenden Durchsatz, da sie dank ihrer effizienten Architektur unterschiedliche Topologien unterstützen können.
3. SmartNICs (Smart Network Interface Cards): Die SmartNICs von Mellanox integrieren herkömmliche NIC-Funktionen mit On-Card-Verarbeitungsfunktionen und ermöglichen so die Auslagerung von Netzwerkverarbeitungsaufgaben von der CPU durch Hardwarebeschleunigung. Dadurch verbessert sich die Leistung bei bestimmten Workloads, beispielsweise bei Verbindungen mit 10 GbE, insbesondere in Cloud-Umgebungen, in denen Ressourceneffizienz entscheidend ist.

Die Wahl einer Adapterkarte hängt vom spezifischen Anwendungsfall, den Arbeitslastanforderungen und der aktuellen Infrastruktur ab, sodass Unternehmen basierend auf ihren Netzwerkanforderungen eine optimale Leistung erzielen können.

Wie wählt man die richtige Ethernet-Adapterkarte aus?

Auswerten der Ethernet-Konnektivität und des Durchsatzes

Bei der Auswahl eines Ethernet-Adapters ist es wichtig, Verbindungsoptionen und Durchsatz zu berücksichtigen. Konnektivität bezieht sich auf die Art der unterstützten Ethernet-Standards im Adapter, beispielsweise Fast Ethernet, Gigabit Ethernet oder 10/100/1000 MBit/s-Verbindungen. In Umgebungen mit hohen Anforderungen sollten Sie nach höheren Bandbreitenstandards wie 10GbE- oder 100GbE-Adaptern suchen, die für große Datenübertragungen oder Echtzeitverarbeitungsanwendungen von entscheidender Bedeutung sind.

Der Durchsatz hingegen misst, wie gut eine Netzwerkschnittstelle unter Belastung durch verschiedene Faktoren wie Architektur, Kabelqualität und Systemkonfiguration als Ganzes funktioniert. Ein hoher Durchsatz gewährleistet eine effiziente Datenübertragung und reduziert so Latenz und Engpässe. Offloading-Funktionen und andere erweiterte Funktionen können diese Art der Leistung verbessern, sodass es notwendig ist, einen Adapter basierend auf den spezifischen Anforderungen an die Datenarbeitslast und die Infrastruktur auszuwählen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Unternehmen sowohl den Konnektivitätsoptionen als auch der Durchsatzleistung Priorität einräumen müssen, um eine optimale Netzwerkleistung zu erreichen, die zuverlässig ist und auf ihre betrieblichen Anforderungen zugeschnitten ist.

Überlegungen zu 100GbE- und 25GbE-Dual-Port-Optionen

Die beste Platzierung von Dual-Port-Ethernet-Adapterkarten ist 100 GbE und 25 GbE. Um die beste Entscheidung zu treffen, ist es wichtig, bestimmte Faktoren zu berücksichtigen. Bandbreitenanforderungen: Unterschiedliche Anwendungen haben unterschiedliche Bandbreitenanforderungen. Wenn Sie diese verstehen, können Sie zwischen 100 GbE für datenhungrige Anwendungen und 25 GbE für weniger datenhungrige Anwendungen wählen. Redundanz und Lastausgleich: Falls ein Port in einer Dual-Port-Konfiguration ausfällt, kann der zweite übernehmen und die Last gleichmäßig auf Verbindungen verteilen, die beide Ports unterstützen, insbesondere wenn sie jeweils zehn Gigabit (10 GbE) haben. Kompatibilität und Integration: Für eine nahtlose Integration in die vorhandene Netzwerkinfrastruktur, wie z. B. Switches oder Router, die in einer Organisation verwendet werden, ist es wichtig zu prüfen, ob Ihr Adapter gut mit diesen Elementen zusammenarbeitet, bevor Sie etwas anderes wie RDMA (Remote Direct Memory Access) kaufen, das die Leistungsstufen erheblich verbessern kann, wenn es ausschließlich innerhalb von Rechenzentren eingesetzt wird! Kostenüberlegungen: Schließlich hilft die Berücksichtigung der Gesamtbetriebskosten, einschließlich des anfänglichen Kaufpreises und der laufenden Betriebskosten, Unternehmen dabei, günstigere Entscheidungen zu treffen und dennoch ihre allgemeinen strategischen Ziele zu erreichen, ohne Kompromisse bei der Qualität der Servicebereitstellung einzugehen. Denken Sie also immer sorgfältig über diesen Punkt nach, bevor Sie Entscheidungen bezüglich der Käufe der hier heute beteiligten Unternehmen treffen! Die sorgfältige Berücksichtigung dieser Faktoren ist die Grundlage für die erfolgreiche Bereitstellung von Dual-Port-100GbE- und 25GbE-Lösungen in Unternehmensnetzwerken.

Kompatibilität mit PCIe und anderen Systemen

Beim Umgang mit PCIe und anderen Systemen für Dual-Port 100GbE und 25GbE Ethernet-Adapterkarten sind einige wichtige Aspekte zu beachten.

1. PCIe-Version und -Lanes: Die Leistung von Ethernet-Adaptern wird durch die vom Hostsystem unterstützte PCIe-Version beeinflusst. Neuere Adapter verwenden im Allgemeinen Schnittstellen wie PCIe 3.0 oder sogar PCIe 4.0, die mehr Bandbreite bieten als ihre Vorgänger. Darüber hinaus werden die Datenübertragungsraten davon beeinflusst, wie viele Lanes (x8, x16) in einem bestimmten Steckplatz verfügbar sind. Dies bedeutet, dass diese korrekt übereinstimmen müssen, um die Kartenfunktionen voll nutzen zu können.
2. Betriebssystemkompatibilität: Wenn Sie einen Adapter für eine 10GbE-Konfiguration verwenden, sollten Sie unbedingt prüfen, ob er von Ihrem Betriebssystem unterstützt wird. Normalerweise finden Sie diese Information auf den Websites der Hersteller, aber auch beliebte Betriebssystemplattformen wie Windows- und Linux-Distributionen sollten gut zusammenarbeiten, sofern Treiber mitgeliefert wurden.
3. Server-/Workstation-Spezifikationen: Um Engpässe zu vermeiden, müssen Sie sicherstellen, dass der Server oder die Workstation, auf der Sie den Adapter installieren möchten, die Hardwarespezifikationen, einschließlich CPU-Typ und Speichergröße, erfüllt. Überlegen Sie auch, ob in Ihrem Gehäuse genügend Platz und ausreichende Kühlmöglichkeiten vorhanden sind, da sonst die Luft nicht ungehindert um alle beteiligten Teile zirkulieren kann, was dazu führen kann, dass diese über längere Zeiträume als erwartet überhitzen, entweder weil zu viel Wärme schnell erzeugt wird und keine Möglichkeit besteht, durch Lüftungsschlitze abzuführen, oder weil die Orte strategisch ausgewählt wurden, während der Entwurfsphase oder des Entwicklungsprozesses vor der Eröffnung, oder weil Unternehmen, die Produkte verkaufen, oder Fabriken, die regional gebaut wurden, oder weil sie in der Nähe von Gemeinden oder Menschen leben, die nahe beieinander wohnen, oder weil die Nachbarschaften nahe beieinander liegen, oder weil Schulen besucht wurden, oder weil Kinder großgezogen wurden, oder weil Familien gegründet wurden, oder weil Häuser gekauft oder Wohnungen gemietet wurden, oder weil sie ins Unendliche gingen …

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass diese Kompatibilitätskomponenten eine einfache Integration von Dual-Port-Ethernet-Adaptern in neue oder bestehende technische Infrastrukturen gewährleisten!

Warum ist InfiniBand in Rechenzentren wichtig?

Erkundung der InfiniBand- und Ethernet-Konnektivität

InfiniBand ist eine wichtige Technologie zur Verbindung von Rechenzentren. Sie bietet bestimmte Vorteile, die herkömmliche Ethernet-Infrastrukturen nicht bieten. Erstens bietet sie mehr Durchsatz und weniger Latenz, was sie perfekt für schnelle Datenübertragungsanwendungen wie High-Performance-Computing (HPC) oder Echtzeitanalysen macht. Viele Quellen sagen, dass die Architektur von InfiniBand Funktionen wie Remote Direct Memory Access (RDMA) unterstützt. Dadurch können die Speicher zweier Computer direkt verbunden werden, ohne dass die CPUs beteiligt sind, was die Effizienz erhöht.

Andererseits ist Ethernet immer noch die gängige Wahl, da es in allgemeinen Netzwerkumgebungen, in denen verschiedene Systemtypen problemlos integriert werden können, weit verbreitet ist. Ethernet hat sich jedoch im Laufe der Zeit weiterentwickelt, insbesondere durch die Einführung von 25G- und 100G-Technologien, um die Bandbreitenbeschränkungen in großen Rechenzentren zu überwinden. Bemerkenswert ist auch, dass viele Unternehmen begonnen haben, hybride Ansätze zu übernehmen, die sowohl InfiniBand als auch Ethernet kombinieren und so die Vorteile jeder Technologie nutzen und gleichzeitig ihre Kapazität zur Übertragung von Informationen zwischen verschiedenen Anwendungen/Diensten maximieren.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass bei der Auswahl zwischen diesen beiden Verbindungsoptionen, Infini-Band oder Ethernet-Kabel für das Netzwerksystem Ihres Unternehmens, die Auswahl der Option vom jeweiligen Einzelfall sowie den vorhandenen Infrastrukturanforderungen hinsichtlich der erforderlichen Leistungsstufen abhängen sollte.

Vorteile von InfiniBand für High-Performance-Computing

Die High-Performance-Computing-Umgebungen (HPC) werden durch InfiniBand verbessert. Hier sind einige der wesentlichen Vorteile, die es bietet:

1. Verbesserte Bandbreite und verringerte Latenz mit Mellanox ConnectX-6 VPI-Karten: Im Gegensatz zu herkömmlichem Ethernet verfügt InfiniBand über eine viel höhere Bandbreite, die bis zu 200 Gbit/s oder mehr betragen kann. Dadurch wird eine schnelle Datenübertragung ermöglicht, die für HPC-Workloads von entscheidender Bedeutung ist. Bei Anwendungen, die auf schnelle Kommunikation angewiesen sind, wie etwa Simulationen und Datenanalysen, muss die Architektur die Latenz minimieren.
2. Effiziente Datenübertragung mit RDMA: Ein Hauptmerkmal von InfiniBand ist die Unterstützung von Remote Direct Memory Access (RDMA). Dadurch kann das Betriebssystem umgangen werden, was direkte Speicher-zu-Speicher-Übertragungen zwischen Computern ermöglicht. Das Ergebnis ist ein geringerer CPU-Overhead, ein besserer Durchsatz und eine insgesamt höhere Systemleistung. Damit ist es ideal für rechenintensive Anwendungen, die eine 10GbE-Konnektivität benötigen.
3. Skalierbarkeit und Netzwerktopologie: Für große Rechencluster werden skalierbare Netzwerktopologien wie Fat-Tree oder Dragonfly von InfiniBand unterstützt. Diese Art der Skalierbarkeit zusammen mit der problemlosen Verbindung Tausender von Knoten stellt sicher, dass es bei der Erweiterung von HPC-Umgebungen zu keinen Leistungseinbußen kommt.

Aufgrund seiner Funktionen ist InfiniBand eine attraktive Option für Unternehmen, die die Leistungsfähigkeit ihrer Hochleistungsrechnerinfrastruktur verbessern möchten.

Nutzung von EDR IB für maximale Datenrate

EDR InfiniBand kann den Datendurchsatz und die Effizienz deutlich steigern und ist daher ideal für Hochleistungs-Computing-Workloads. Mit Geschwindigkeiten von 100 Gbit/s bietet der Standard gegenüber seinen Vorgängern erhebliche Verbesserungen, um den wachsenden Datenanforderungen moderner Workloads gerecht zu werden. Um die EDR IB-Datenrate zu maximieren, sollten Unternehmen Folgendes berücksichtigen:

1. Optimierung der Netzwerkkonfiguration: Es ist wichtig, dass alle Komponenten der Netzwerkinfrastruktur, einschließlich Switches und Kabel, für die EDR-Fähigkeit konfiguriert sind. Dabei muss sichergestellt werden, dass alle Teile des Systems EDR unterstützen, um insbesondere in einer 10GbE-Netzwerkkonfiguration keine Engpässe zu verursachen.
2. RDMA effizient nutzen: Latenz und CPU-Auslastung können durch die richtige Nutzung von RDMA erheblich reduziert werden. Anwendungen müssen optimiert werden, um diese Funktion voll auszunutzen, wobei Middleware und Datenprotokolle mit EDR-Funktionen kompatibel sein müssen.
3. Lastausgleich und Ressourcenverwaltung: Die Implementierung eines Lastausgleichs über Knoten hinweg kann die Ressourcennutzung verbessern. Dies gewährleistet eine gerechte Verteilung der Arbeitslasten, verhindert Netzwerküberlastungen und maximiert gleichzeitig den Gesamtsystemdurchsatz.

Durch die Konzentration auf diese Strategien können Unternehmen alle Vorteile von EDR InfiniBand nutzen und so maximale Datenraten erreichen, die letztlich die Leistung in HPC-Umgebungen verbessern.

Was sind die Hauptfunktionen der ConnectX-6-Adapterkarten?

Leistungskennzahlen von Mellanox ConnectX-6

Die Mellanox ConnectX-6-Karten sind für Hochgeschwindigkeitsnetzwerke mit hervorragenden Leistungskennzahlen konzipiert. Diese Adapter unterstützen Datenraten von 200 Gbit/s, doppelt so viel wie ihre Vorgänger. Hier sind einige der wichtigsten Funktionen:

1. Geringe Latenz und hohe Bandbreite – Die ultraniedrige Latenz von ConnectX-6 beträgt weniger als 0.5 Mikrosekunden und ist daher ideal für Anwendungen, die empfindlich auf Verzögerungen reagieren.
2. RDMA-Funktionen: Dieser Adapter unterstützt sowohl RoCE (RDMA over Converged Ethernet) als auch iWARP, was den direkten Speicherzugriff verbessert und gleichzeitig den CPU-Overhead reduziert.
3. Multiprotokoll-Unterstützung: ConnectX-6 kann mit verschiedenen Protokollen wie Ethernet und InfiniBand arbeiten, was es in Bereitstellungsszenarien sehr flexibel macht.
4. Offload-Funktionen: Der Adapter verfügt über viele Offloading-Funktionen wie NVMe over Fabrics-Unterstützung und hardwarebasierte Verschlüsselung, die die Systemleistung und -sicherheit steigert.
5. Skalierbarkeit – Diese zukunftssichere Karte lässt sich problemlos in vorhandene Infrastrukturen integrieren und kann sich somit an ändernde Arbeitslasten anpassen, was die Skalierbarkeit sogar auf bis zu 10 GbE verbessert.

Mit diesen Leistungsmetriken können Unternehmen ihre Netzwerklösungen für aktuelle oder zukünftige Anforderungen des Hochleistungsrechnens optimieren.

ConnectX-6 VPI und seine Vielseitigkeit

Die ConnectX-6 VPI-Adapterkarte ist ein fantastisches Gerät, das sowohl mit Ethernet als auch mit InfiniBand funktioniert. Da sie diese doppelte Funktionalität bietet, können Unternehmen eine leistungsstarke Konnektivität sicherstellen und gleichzeitig verschiedene Arten von Netzwerken unterstützen. Darüber hinaus wurden erweiterte Funktionen wie Adaptive Routing und dynamischer Lastausgleich in die Karte integriert, um Datenübertragungspfade für eine bessere Ressourcennutzung zu optimieren. Darüber hinaus verfügt ConnectX-6 VPI über massive Verbesserungen für Cloud-Rechenzentren und Workloads künstlicher Intelligenz, die genügend Bandbreite bei niedrigeren Latenzzeiten bieten, die diese anspruchsvollen Anwendungen erfordern. Darüber hinaus ermöglicht die Kompatibilität mit der vorhandenen Infrastruktur ein einfaches Upgrade ohne große Störungen und bietet Raum für Flexibilität bei der Anpassung an neue Technologierichtungen. Dies macht die Karte zu einer idealen Wahl in modernen Umgebungen, in denen große Mengen an Informationen zwischen Maschinen oder Systemen über Netzwerke wie das Internet usw. ausgetauscht werden, wo Geschwindigkeit am wichtigsten ist, da jede Millisekunde zählt, wenn es um Big-Data-Analyseaufgaben mit Echtzeitverarbeitungsfunktionen geht, die Unternehmen heute benötigen, wenn sie weltweit wettbewerbsfähig bleiben wollen!

Wichtige ConnectX-6-Spezifikationen

1. Formfaktor: Dieser Server ist in verschiedene Servertypen mit PCIe Gen 3- und Gen 4-Kompatibilität integriert.
2. Datenrate: Der maximale Durchsatz liegt bei 200 Gbit/s, sodass das Senden und Empfangen von Daten zwischen zwei Standorten mit hoher Geschwindigkeit möglich ist.
3. Speicher: Der Chip kann intensive Anwendungen unterstützen, indem er bis zu 16 GB Onboard-Speicher bereitstellt, der zum Puffern großer Datensätze verwendet werden kann.
4. Unterstützte Protokolle: Das Gerät unterstützt Ethernet (50G, 100G, 200G) und InfiniBand (FDR, EDR, HDR), was Flexibilität bei der Gestaltung von Netzwerken bietet, die von Gigabit-Ethernet bis hin zu fortgeschritteneren Konfigurationen wie optischen Netzwerken mit Wellenlängenmultiplex (WDM) reichen.
5. Sicherheitsfunktionen: Um die Cybersicherheitsmaßnahmen für über das Netzwerk übertragene vertrauliche Informationen zu verbessern, ist in diesem Funktionsumfang eine hardwarebasierte Verschlüsselung enthalten, sodass eine sichere Datenübertragung einfacher als je zuvor möglich ist – insbesondere beim Umgang mit Finanzunterlagen oder persönlichen Gesundheitsinformationen, bei denen Datenschutzbedenken von größter Bedeutung sind.
6. Latenz: Unsere Produktlinie bietet einen Betrieb mit geringer Latenz, der für Echtzeit-Verarbeitungsfunktionen optimiert ist, die für Hochleistungs-Computing-Workloads wie auf GPUs ausgeführte KI-Algorithmen erforderlich sind.

Stromverbrauch: Die Energieeffizienz sollte während der Spitzennutzungszeiten berücksichtigt werden, aber dennoch maximale Leistungsniveaus für alle in Ihre Systemarchitektur integrierten Komponenten ermöglichen, einschließlich ConnectX-6-Karten, die in Blade-Servern installiert sind, die in Racks in der Nähe von Kühleinheiten untergebracht sind, die strategisch in den Einrichtungen positioniert sind, in denen diese kritischen Infrastrukturelemente untergebracht sind. Diese werden von Unternehmen benötigt, die ihr allgemeines Geschäftsmodell durch eine bessere Nutzung der heute verfügbaren Technologieressourcen verbessern möchten.

Wie kann die Netzwerkauslastung mit SmartNICs optimiert werden?

Einführung in Smart Network Interface Cards

Smart Network Interface Cards (SmartNICs) sind hochentwickelte Netzwerkadapter, die Rechenfunktionen direkt auf der Netzwerkschnittstelle kombinieren. Dadurch können verschiedene Netzwerkaufgaben von der Host-CPU übernommen werden, was zu höherer Leistung und geringerer Latenz führt. Paketverarbeitung, Verschlüsselung und Speicherprotokolle können von SmartNICs unabhängig voneinander gehandhabt werden, was zu einer besseren Ressourcennutzung führt. Unternehmen können diese Funktionen nutzen, um die Effizienz ihrer Netzwerke zu maximieren, die Datenbewegung zu vereinfachen und die Gesamtleistung der Infrastruktur zu verbessern. Darüber hinaus bieten SmartNICs Programmierbarkeit, um maßgeschneiderte Netzwerkfunktionen entsprechend den Anwendungsanforderungen und dem Arbeitsdruck zu ermöglichen, was sie zu einer flexiblen Antwort auf sich ändernde Netzwerkanforderungen macht.

Die Vorteile von Dual-Port-SmartNICs nutzen

Ein Dual-Port-SmartNIC bietet viele Vorteile, insbesondere in Bezug auf Netzwerkeffizienz und Zuverlässigkeit. Es erhöht die Fehlertoleranz und den Datendurchsatz durch Lastausgleich und Redundanz zwischen verschiedenen Ports. Dies ist wichtig für Umgebungen mit hoher Verfügbarkeit, in denen sichergestellt werden muss, dass es bei Portausfällen keine Engpässe im Datenverkehr zwischen den beiden Ports gibt oder der Dienst kontinuierlich läuft.

Darüber hinaus ermöglichen zwei Ports eine bessere Organisation des Netzwerkverkehrs und verbessern Leistung und Sicherheit. So kann beispielsweise der Verwaltungsverkehr vom Datenverkehr getrennt werden, indem man ihm die entsprechenden Ports zuweist. So wird eine effiziente Nutzung der Ressourcen innerhalb einer Organisation sichergestellt und gleichzeitig die IT-Infrastruktur vereinfacht. Insgesamt können durch den Einsatz von Dual-Port-Smart-NICs widerstandsfähigere Netzwerke geschaffen werden, die den steigenden Anforderungen datenintensiver Anwendungen gerecht werden.

Effizienz erreichen mit RDMA und RoCE

Remote Direct Memory Access (RDMA) ermöglicht es zwei Computern, Speicher ohne Einbindung einer CPU gemeinsam zu nutzen. Dies reduziert den Zeitaufwand und erhöht die Effizienz. RDMA ermöglicht Anwendungen, Daten direkt über ein Netzwerk zu übertragen, wodurch die Ressourcennutzung erheblich optimiert wird.

RDMA over Converged Ethernet (RoCE) erweitert RDMA durch die Nutzung von Ethernet-Netzwerken. Es ermöglicht Rechenzentren, ihre vorhandene Infrastruktur zu nutzen und gleichzeitig die mit RDMA verbundene geringe Latenz und den hohen Durchsatz beizubehalten. RoCE muss implementiert werden, um verlustfreies Networking zu gewährleisten, was für die Wahrung der Datenintegrität bei Hochleistungsrechneraufgaben von entscheidender Bedeutung ist. Die Kombination dieser Technologien kann zu bemerkenswerten Leistungsverbesserungen bei datenintensiven Anwendungen führen, die sich durch geringere Latenz, höhere Bandbreite und insgesamt bessere Systemleistung auszeichnen.

Worauf sollten Sie bei der Installation der Mellanox-Adapterkarte achten?

Schritt-für-Schritt-Installationsprozess

1. Vorbereitung: Legen Sie alle benötigten Werkzeuge und Teile bereit. Prüfen Sie, ob der Mellanox-Adapter mit der Hardware des Servers kompatibel ist.
2. Herunterfahren: Fahren Sie den Server vollständig herunter und trennen Sie ihn vom Stromnetz, um elektrische Gefahren zu vermeiden.
3. Öffnen Sie das Gehäuse und gehen Sie bei der Installation von Komponenten wie der hohen Halterung für größere Karten vorsichtig vor.: Entfernen Sie gemäß den Anweisungen des Herstellers die Abdeckung des Servergehäuses, um auf das Motherboard zuzugreifen.
4. PCIe-Steckplatz suchen: Suchen Sie einen geeigneten PCIe-Steckplatz für eine Mellanox-Adapterkarte. Stellen Sie sicher, dass er kompatibel und frei ist.
5. Adapterkarte einsetzen: Richten Sie diese Adapterkarte sorgfältig am PCIe-Steckplatz aus und drücken Sie sie dann fest an ihren Platz, bis sie sicher sitzt.
6. Sichere Karte: Befestigen Sie eine Adapterkarte mit Schrauben oder Befestigungselementen an einem Servergehäuse. Sorgen Sie so für Stabilität und verhindern Sie so eine Bewegung.
7. Kabel wieder anschließen: Schließen Sie alle erforderlichen Kabel wie Strom- oder Netzwerkkabel wieder an die neue(n) Adapterkarte(n) an.
8. Gehäuse schließen: Bringen Sie die Abdeckung des Servergehäuses wieder an und sichern Sie sie gemäß den Richtlinien des Herstellers.
9. Einschalten: Schließen Sie das Netzteil wieder an die Server an, bevor Sie sie wieder einschalten.
10. Treiber installieren: Installieren Sie nach dem Hochfahren des Systems den/die entsprechenden Treiber für den Mellanox-Adapter von der Website des Herstellers.
11. Anpassung(en) der Konfigurationseinstellungen: Verwenden Sie vom Hersteller bereitgestellte Softwaretools, um die Konfigurationseinstellungen basierend auf den Betriebsanforderungen ihrer Produkte anzupassen.
12. Testverfahren: Führen Sie Tests durch, um sicherzustellen, dass der Adapter ordnungsgemäß funktioniert, und überprüfen Sie, ob die Netzwerkleistung die erwarteten Benchmarks erfüllt.

Sicherstellen der Kompatibilität mit PCIe-Steckplätzen

Beim Einsetzen einer Adapterkarte in PCIe-Steckplätze muss unbedingt Folgendes auf Kompatibilität geprüft werden:

1. Steckplatztyp: Überprüfen Sie, ob der PCIe-Steckplatztyp (z. B. x1, x4, x8 oder x16) mit den Anforderungen der Adapterkarte, z. B. einer Mellanox ConnectX-6 VPI, übereinstimmt. Jede Karte verfügt über eine Spezifikation, die angibt, welchen Steckplatztyp sie benötigt, z. B. x16, was ihre Bandbreite und Leistung bestimmt.
2. Motherboard-Unterstützung: Überprüfen Sie die Spezifikationen des Server-Motherboards, um sicherzustellen, dass die gewünschte PCIe-Version unterstützt wird, z. B. PCIe 3.0 oder 4.0, und ob die Teile-ID zur einfachen Identifizierung angegeben werden kann. Adapterkarten benötigen kompatible PCIe-Versionen mit Motherboards, da dies sonst negative Auswirkungen auf die Gesamtleistung haben könnte.
3. Physischer Platz: Bewerten Sie die physische Anordnung im Servergehäuse und stellen Sie sicher, dass um den PCIe-Steckplatz herum, in dem Sie eine Adapterkarte installieren möchten, genügend Platz vorhanden ist, um den Einsteckpfad anderer Komponenten nicht zu blockieren oder den Luftstrom zu beeinträchtigen.
4. Strombedarf: Finden Sie heraus, wie viel Strom Ihre neue Erweiterungskarte benötigt, und stellen Sie dann sicher, dass die Stromversorgung des Servers diese Last bewältigen kann, da einige Hochleistungskarten möglicherweise mehr als nur einfache Anschlüsse erfordern.

Durch die Berücksichtigung dieser Faktoren wird eine nahtlose Integration Ihrer neuen Erweiterungskarte in Ihre Rechenzentrumsumgebung gewährleistet, wodurch Zuverlässigkeit und Leistung maximiert werden.

Allgemeine Tipps zur Fehlerbehebung

Wenn Sie Probleme mit einer Adapterkarte haben, versuchen Sie diese Schritte zur Fehlerbehebung:

1. Physikalische Verbindungen prüfen: Stellen Sie sicher, dass der PCIe-Steckplatz nicht locker ist und die Adapterkarte fest darin sitzt. Durch eine lockere Verbindung können Probleme bei der Kartenerkennung oder Leistungseinbußen auftreten.
2. Treiber aktualisieren: Überprüfen Sie, ob Sie die aktuellsten Treiber für Ihre Adapterkarte installiert haben. Durch veraltete oder inkompatible Treiber können Funktionsprobleme entstehen.
3. Systemprotokolle prüfen: Alle Fehlermeldungen im Zusammenhang mit dem Adapter sollten in den Systemprotokollen geprüft werden. Diese Protokolle weisen häufig auf Betriebsstörungen hin.
4. Test mit verschiedenen Steckplätzen: Wenn die Adapterkarte nicht erkannt wird, installieren Sie sie in einem anderen PCIe-Steckplatz, um potenzielle Probleme zu vermeiden, die einen Steckplatz betreffen.
5. Netzteil prüfen: Es ist wichtig sicherzustellen, dass das Netzteil (PSU) ordnungsgemäß funktioniert und ausreichend Strom liefert, insbesondere wenn zusätzliche Anschlussanforderungen für diese spezielle Art von Hardwarekomponenten bestehen, wie z. B. Grafikkarten, die während Gaming-Sitzungen mehr Energie als normal verbrauchen.
6. Führen Sie einen Benchmarktest durch, insbesondere wenn Sie eine NVIDIA SmartNIC integrieren, um Leistungssteigerungen zu bewerten.: Nachdem Sie die ordnungsgemäße Funktion des Netzwerkschnittstellencontrollers (NIC) sichergestellt haben, führen Sie einen Benchmarktest anhand der erwarteten Messwerte durch. Verwenden Sie dazu Smart Nics auf Basis der NVIDIA-Technologie, die in Server integriert sind, auf denen kritische Anwendungen gehostet werden, die hohe Durchsatzraten zwischen verschiedenen virtuellen Maschinen (VMs) erfordern, die auf denselben physischen Server-Hostcomputern bereitgestellt sind.

Benutzer können Probleme im Zusammenhang mit der Installation von PCIe-Adapterkarten effizient isolieren und lösen, indem sie diese Tipps zur Fehlerbehebung befolgen.

Referenzquellen

Netzwerkschnittstellencontroller

Ethernet

Mellanox Technologien

Häufig gestellte Fragen (FAQs)

F: Was sind die Hauptmerkmale der Mellanox ConnectX-6 Dx VPI-Adapterkarten?

A: Mellanox ConnectX-6 Dx VPI-Adapterkarten verfügen über eine Dual-Port-Netzwerkschnittstelle mit QSFP56 und PCIe 4.0-Standards. Diese Karten sind für Rechenzentren und Hochleistungs-Computerumgebungen konzipiert und verfügen über erweiterte Netzwerkfunktionen wie Unterstützung für 100 GbE und Konnektivität mit geringer Latenz.

F: Wie ist die Leistung von Mellanox-Netzwerkkarten im Vergleich zu anderen Marken?

A: Die ConnectX-Serie der Mellanox-Netzwerkkarten ist bekannt für ihre überlegenen Leistungsmerkmale wie geringe Latenz und hohen Durchsatz. In anspruchsvollen Umgebungen übertreffen diese Netzwerkkarten andere Marken häufig in Bezug auf CPU-Auslastung, Netzwerkeffizienz und skalierbare Architektur.

F: Was unterscheidet eine ConnectX-5 EN NIC und eine ConnectX-5 VPI-Adapterkarte?

A: Der Unterschied zwischen den beiden besteht darin, dass ersterer ausschließlich für Ethernet verwendet wird, während letzterer flexibel eingesetzt werden kann, da er sowohl Ethernet- als auch InfiniBand-Protokolle unterstützt. Beide Typen unterstützen Hochgeschwindigkeitsnetzwerke mit Optionen wie 25GbE Dual-Port SFP28.

F: Kann ich einen QSFP28-Transceiver mit meinen Mellanox-Ethernet-Adaptern verwenden?

A: Ja! QSFP28-Transceiver funktionieren gut mit verschiedenen Modellen von Mellanox-Ethernet-Adaptern, einschließlich, aber nicht beschränkt auf den 28-Gigabit-Dual-Port-QSFPXNUMX, der eine schnelle Verbindung sowie zuverlässige Leistung in allen angeschlossenen Netzwerken garantiert.

F: Welche Vorteile bietet PCIe 4 im Umgang mit den Netzwerkgeräten von Mellanoix?

A: Im Vergleich zu PCIE3 gibt es eine höhere Geschwindigkeit für die Datenübertragung innerhalb der PCI-Version 4. Das bedeutet, dass der Anschluss von xXNUMX-DX-Karten von Mellanox unter PCIe XNUMX eine bessere Leistung bei gleichzeitig geringeren Zeitverzögerungen bietet, die erforderlich sind, wenn eine schnelle Verarbeitungsleistung für große Datenmengen erforderlich ist, die gleichzeitig durch verschiedene Netzwerke fließen.

F: Wie verbessern Mellanox-Netzwerkadapter die Skalierbarkeit und Effizienz eines Netzwerks?

A: Mellanox-Netzwerkadapter wie die ConnectX-Serie bieten erweiterte Funktionen wie geringe Latenz, hohen Durchsatz und effiziente CPU-Auslastung. Diese Eigenschaften ermöglichen eine leistungsstarke Datenübertragung und reduzieren Engpässe – entscheidend für wachsende Netzwerkinfrastrukturen –, was die Skalierbarkeit und Effizienz verbessert.

F: Gibt es bei der Verwendung von Mellanox Smart NICs in einem Netzwerk etwas Besonderes zu beachten?

A: Eine Verbesserung der Gesamtleistung in Netzwerken ist dank integrierter Verarbeitungsfunktionen möglich, die die CPU von Aufgaben entlasten, wie sie in Dual-Port-SmartNICs wie denen von Mellanox zu finden sind. Es ist wichtig, die Kompatibilität mit anderen Komponenten auf demselben System sicherzustellen und die Konfigurationen darin zu optimieren, damit diese erweiterten Funktionen voll genutzt werden können.

F: Welche Kabeltypen funktionieren mit Mellanox-Netzwerkadaptern?

A: Mellanox unterstützt eine breite Palette von Kabeln, darunter, aber nicht beschränkt auf, QSFP28, QSFP56 und Twinax. Twinax wird häufig für kurze Distanzen verwendet, da es kostengünstig ist und dennoch eine hervorragende Leistung bei hohen Geschwindigkeiten bietet, während QSFP56 noch schnellere Verbindungen über größere Entfernungen unterstützt.

F: Was bedeutet „Dual-Port“ bei Mellanox-Adapterkarten?

A: Wenn zwei Ports auf einer Karte verfügbar sind, was in diesem Kontext als „Dual Sportiness“ bezeichnet wird, können die Verbindungsoptionen und die Redundanz verbessert werden. ConnectX-6 Dx verfügt beispielsweise über zwei 100GbE-Ports und ermöglicht so bei hoher Belastung bessere Failover-Szenarien zwischen ihnen, als dies mit nur einem Port allein möglich gewesen wäre.

F: Wie verbessert die Verwendung unterschiedlicher Protokolle laut Mellanoxtheorien die Netzwerkleistung?

A: Hochleistungsfähige Netzwerklösungen werden unter anderem von InfiniBand und Ethernet bereitgestellt und regelmäßig von mellanoxtheories verwendet. Dabei führen niedrige Latenzen in Kombination zu höheren Durchsatzraten und damit zu einer insgesamt verbesserten Zuverlässigkeit der gesamten hier beteiligten Infrastrukturen. Auf diese Weise laufen alle Systeme reibungsloser zusammen, ohne dass es zu Verzögerungen kommt, die einfach darauf zurückzuführen sind, dass sie nicht von Anfang an richtig konzipiert wurden.