Знакомство с сетевым адаптером Mellanox ConnectX-5: подробное руководство

Поскольку мы живем в эпоху большого спроса на передачу данных и высокопроизводительные сетевые системы, сетевой адаптер Mellanox ConnectX-5 стал одной из важнейших технологий. В этом руководстве содержится все, что вам нужно знать о функциях, возможностях и сценариях развертывания Подключите х5, который поможет читателям понять его использование в современных центрах обработки данных. Кроме того, в этом посте рассматриваются технические характеристики, показатели производительности и совместимость с различными сетевыми инфраструктурами, чтобы ИТ-специалисты, работающие с разными системами, могли эффективно интегрировать их, тем самым достигая максимальной эффективности сети от этих устройств. Хотите ли вы обновить свои текущие сетевые карты или просто ищете более глубокие знания о продвинутых сетях, эта статья предоставит вам ценную информацию для принятия решений.

Что такое сетевая интерфейсная карта Mellanox ConnectX-5 EN?

Обзор технологии ConnectX-5

Шаг вперед в сетевых технологиях замечен в сетевой интерфейсной карте Mellanox ConnectX-5 EN (NIC), которая также обеспечивает улучшенную производительность, масштабируемость и гибкость. Она разработана для современных центров обработки данных, которым требуется подключение Ethernet со скоростью до 100 Гбит/с. Благодаря низкой задержке, высокой пропускной способности и расширенным функциям разгрузки она применима в различных областях, таких как облачная инфраструктура, аналитика данных или высокопроизводительные вычисления (HPC). Более того, это оборудование также поддерживает виртуализацию, RDMA over Converged Ethernet (RoCE) и NVMe over Fabrics (NVMe-oF), что обеспечивает легкую интеграцию в существующие сети.

Основные характеристики Mellanox ConnectX-5

1. Быстрота: Этот адаптер Mellanox ConnectX-5 EX EN очень быстрый. Для высокоскоростных приложений он поддерживает соединение Ethernet со скоростью до 100 Гбит/с и гарантирует высокие результаты.
2. Краткость: Он оптимизирован для сверхнизкой задержки, необходимой для приложений с высокими уровнями производительности, таких как задачи с тяжелыми вычислениями или финансовые услуги.
3. Расширенные разгрузки: Доступны движки, которые можно использовать для разгрузки RDMA через конвергентный Ethernet (RoCE), NVMe через Fabrics (NVMe-oF) и т. д. Эти движки экономят ресурсы вашего ЦП, поскольку они будут обрабатывать такие процессы вместо самого основного процессора.
4. Масштабируемость и гибкость: Сетевой адаптер ConnectX-5 EN PCI Express работает с различными приложениями, от облачных инфраструктур до анализа данных, поэтому является достаточно гибким.
5. Поддержка виртуализации: Виртуализированная среда поддерживается аппаратным обеспечением, что улучшает использование ресурсов, а также гибкость.
6. Усиленная безопасность: Были приняты строгие меры безопасности, такие как обновление прошивки, обеспечивающее безопасность при использовании.

Учитывая все эти отмеченные особенности, о сетевой интерфейсной карте Mellanox ConnectX-5 EN можно сказать только то, что она универсальна и мощна для любого современного центра обработки данных.

Преимущества использования ConnectX-5 в современных сетях

Сетевая интерфейсная карта EN Mellanox ConnectX-5 имеет множество преимуществ для современных сетей.

1. Высокая производительность: Общая производительность приложений с интенсивным использованием данных повышается благодаря ConnectX-5, который поддерживает соединение Ethernet со скоростью до 100 гигабит в секунду и оптимизирует низкую задержку. В таких средах, как высокопроизводительные вычисления (HPC) или финансовые услуги, где скорость и надежность имеют решающее значение, это становится очень важным.
2. Эффективное использование ЦП: Расширенные возможности разгрузки, такие как RDMA через конвергентный Ethernet (RoCE) и NVMe через Fabrics (NVMe-oF), снимают задачи с центрального процессора, тем самым снижая его рабочую нагрузку и освобождая ресурсы для других процессов, что приводит к повышению эффективности и производительности в сети.
3. Расширенные функции безопасности: Пользователям ConnectX-5 EX EN необходима безопасная и стабильная сетевая среда, поэтому компания Mellanox позаботилась о том, чтобы это было сделано с использованием надежных механизмов безопасности, таких как аппаратный корень доверия, безопасные обновления прошивки и т. д. Это необходимо, поскольку конфиденциальные данные должны быть защищены при сохранении сети. операции нетронуты.
4. Масштабируемость и гибкость: Его можно использовать в различных приложениях, таких как облачная инфраструктура и виртуализация, что делает его адаптируемым в соответствии с различными потребностями организаций. Это позволяет им масштабировать свою сетевую инфраструктуру по мере необходимости, чтобы удовлетворить как текущие, так и будущие сетевые потребности.

Как ConnectX-5 повышает производительность сети?

Понимание низкой задержки и высокой пропускной способности

Низкая задержка означает, что между моментом, когда информация покидает точку происхождения, и моментом ее прибытия в пункт назначения проходит короткое время. Это гарантирует, что данные могут быть отправлены достаточно быстро для приложений, которым требуется их обработка в режиме реального времени. И наоборот, высокая пропускная способность означает, какой объем данных можно передать по сети за определенный период времени. Это необходимо для задач, требующих большой пропускной способности. ConnectX-5 обеспечивает низкую задержку за счет использования RDMA и других передовых технологий, которые позволяют ЦП обходить некоторые части системы, тем самым сокращая время обработки; он также обеспечивает высокую пропускную способность за счет поддержки соединений Fast Ethernet со скоростью до 100 Гбит/с, что обеспечивает быструю передачу огромных объемов данных в соответствии с потребностями современных сетей.

Влияние двухпортового QSFP28 на производительность

Для повышения производительности сетей двухпортовый QSFP28 выполняет две функции: удваивает доступную полосу пропускания и добавляет резервирование. ConnectX-5 имеет два порта, каждый из которых может обеспечить высокоскоростное соединение Ethernet 100 Гбит/с; следовательно, он способен обрабатывать огромные объемы данных гораздо быстрее, обеспечивая таким образом бесперебойную работу даже при выходе из строя одного порта. Этот тип конфигурации с двумя портами помогает уменьшить пробки и повысить скорость передачи данных, а также надежность сети в целом, что необходимо для удовлетворения сегодняшних сложных требований к центрам обработки данных и корпоративным системам.

Использование PCI Express 3.0.

Улучшения производительности ConnectX-5 требуют использования PCI Express 3.0 (PCIe 3.0). Это быстрый интерфейс для передачи больших объемов данных между сетевой картой (NIC) и хост-системой. Это означает, что каждая линия может иметь скорость передачи данных до 8 ГТ/с, что вдвое увеличивает пропускную способность по сравнению с предшественником — PCI Express 2.0. Такая увеличенная полоса пропускания поддерживает высокоскоростные соединения Ethernet, предоставляемые ConnectX-5. Более того, эта версия также обеспечивает лучшую целостность сигнала, а также меньшую задержку, что необходимо для эффективной и надежной связи между устройствами в любой сети. Если мы воспользуемся преимуществами PCIe 3.0, ConnectX-5 сможет достичь максимальной скорости передачи данных, сокращая при этом время обработки, тем самым повышая производительность как в корпоративных сетях, так и в центрах обработки данных.

Установка и совместимость Mellanox ConnectX-5

Поддерживаемые системы и требования

Сетевую карту Mellanox ConnectX-5 можно установить в различных ОС, например в версиях Linux (Ubuntu, RHEL, CentOS), Windows Server и VMware ESXi. Для работы этого компонента на сервере должен быть слот PCIe 3.0. Чтобы установить его, вам необходимо подключить сетевую карту к слоту PCIe, а затем установить соответствующие драйверы, предоставленные Mellanox для сетевого адаптера ConnectX-5 EN PCI Express. Он может работать как на архитектуре x86, так и на ARM, что делает его более универсальным для различных типов серверов. Этому устройству также необходимы хорошее охлаждение и приток воздуха, чтобы не только работать должным образом, но и предотвращать перегрев внутри серверной среды, где оно размещено.

Пошаговое руководство по установке

Подготовка

Подтверждение совместимости системы:

• Убедитесь, что ваш сервер соответствует спецификациям системы, которая должна иметь свободный слот PCIe 3.0 и быть совместима с одной из поддерживаемых операционных систем (Linux, Windows Server, VMware ESXi).

Соберите необходимые инструменты:

• Для выполнения этой задачи вам понадобится заземляющий браслет, крестовая отвертка и комплект сетевой платы Mellanox ConnectX-5, включая карту и драйверы.

Отключение питания и заземление

Выключение сервера:

• Полностью выключите сервер и отсоедините все кабели.

Заземлите себя:

• Наденьте заземляющий браслет, чтобы не повредить сетевой адаптер или другие внутренние компоненты статическим разрядом.

Откройте корпус сервера

Доступ к серверу:

• С помощью крестовой отвертки в соответствии с инструкциями производителя открутите винты, крепящие корпус сервера, открыв его.

Вставьте сетевой адаптер

Расположение слота PCIe 3.0:

• Найдите место на материнской плате вашего сервера, где есть свободный слот PCIe 3.0.

Установка сетевой карты ConnectX-5:

• Тщательно выровняйте, затем осторожно вдавите сетевой адаптер ConnectX-5 в нужное положение до полной фиксации; используйте соответствующий винт, чтобы закрепить карту на месте.

Закройте дело о сервере

Закрытие вашего сервера:

• Установите на место крышку серверного корпуса и закрепите ее винтами, которые были удалены ранее.

Включение питания и первоначальная настройка

Повторное подключение и включение: убедитесь, что сетевой адаптер ConnectX-5 EN PCI Express правильно установлен и включен.

• Подключите обратно все кабели, прежде чем снова включать сервер.

Установка драйвера:

• Получите доступ к ОС на сервере, затем установите предоставленные ими драйверы для сетевого адаптера Mellanox ConnectX-5, следуя отображаемым подсказкам или сверяясь с руководством по установке драйверов, применимым также для сетевого адаптера Mellanox ConnectX-5 EN PCI Express.

Проверить установку

Проверка распознавания устройства:

• Перейдите в диспетчер устройств в Windows или используйте команду lspci в Linux, чтобы проверить, распознает ли сервер сетевой адаптер.

Тестовое подключение:

• Подключите сетевые кабели к сетевой плате и проверьте производительность сети для проверки соединения.

После выполнения этих шагов вы должны успешно установить сетевой адаптер Mellanox ConnectX-5, способный повысить производительность вашей сети, позволяя ей обрабатывать 100 ГБ Ethernet.

Обеспечение надлежащего подключения и возможности разгрузки

Ниже приведены шаги, которые необходимо выполнить для установления надежного соединения и полного использования возможностей разгрузки сетевого адаптера Mellanox ConnectX-5:

Настроить сетевые настройки

Открытые инструменты настройки:

• Используйте инструменты управления, такие как Unified Fabric Manager от Mellanox (UFM) или собственные утилиты настройки сети сервера.

Правильные IP-адреса:

• Для стабильной связи выделите статические IP-адреса или настройте DHCP в соответствии с сетевыми политиками.

Обновления прошивки и драйверов

Обновление прошивки: постоянно проверяйте наличие обновлений прошивки сетевого адаптера ConnectX-5 EN PCI Express.

• Для повышения безопасности и производительности могут потребоваться регулярные проверки обновлений прошивки сетевых карт, предоставляемых Mellanox.

Установите новые драйверы:

• Загрузите и установите последние версии драйверов для совместимости с другими системами, а также для достижения оптимальных функций.

Настройки выгрузки

Активировать аппаратную разгрузку:

• Измените настройки в свойствах сетевой карты, чтобы можно было включить различные функции, такие как Large Send Offload (LSO), Receive Side Scaling (RSS), TCP/UDP Checksum Offload.

Качество обслуживания (QoS):

• Внедрите политики QoS, направленные на повышение общей эффективности сети за счет определения приоритетов критического трафика.

Правильно настроив сети, регулярно обновляя встроенное ПО и драйверы, а также включив необходимые разгрузки, можно гарантировать установление надежного соединения с максимально возможной пропускной способностью с использованием сетевых карт Mellanox ConnectX-5.

Варианты использования ConnectX-5 в центрах обработки данных

Поддержка NVMe через Fabric

Достижение хорошей производительности

Низкая задержка:

• Функция NVMe over Fabric (NVMe-oF) уменьшает задержку, пропуская традиционные протоколы хранения и используя более эффективные транспортные средства, такие как RDMA.

Масштабируемость: адаптер Mellanox ConnectX-5 EX EN очень эффективно масштабируется в соответствии с вашими сетевыми требованиями.

• Протокол имеет возможность масштабирования с использованием нескольких конечных точек, что важно для роста центра обработки данных.

Эффективность:

• Общая эффективность системы повышается, когда обработка данных переносится на сетевую карту, что сводит к минимуму нагрузку на ЦП.

Основные преимущества

Повышенная пропускная способность:

• Сетевой адаптер ConnectX-5 EN PCI Express вместе с NVMe-oF позволяет достичь гораздо более высоких скоростей передачи данных, чем традиционные системы хранения.

Надежность:

• Более сильные возможности обработки ошибок обеспечивают лучшую целостность данных во время операций хранения.

Гибкость:

• Его можно легко интегрировать в существующие инфраструктуры, поскольку он поддерживает различные сети, такие как Ethernet и InfiniBand.

Соображения по развертыванию

Требования к оборудованию:

• Убедитесь, что на серверах установлены сетевые карты с поддержкой RDMA, например, на устройствах Mellanox ConnectX-5.

Конфигурация сети:

• Правильно настройте параметры сети для поддержки NVMe-oF, которая может включать, среди прочего, маркировку VLAN и управление приоритетным потоком.

Обновления прошивки и драйверов: всегда устанавливайте последние версии сетевого адаптера Mellanox ConnectX-5 EN PCI Express.

• Регулярно обновляйте прошивку и драйверы сетевого адаптера для постоянного поддержания оптимальной производительности и безопасности.

Центры обработки данных могут получить выгоду от внедрения NVMe поверх Fabric с точки зрения производительности, эффективности и масштабируемости хранилища.

Применение в высокопроизводительных вычислениях (HPC)

NVMe over Fabric (NVMe-oF) — это революционный подход к хранению и доступу к данным в высокопроизводительных вычислениях (HPC). Это позволяет средам HPC достигать меньшей задержки и более высокой пропускной способности с помощью NVMe-oF; это необходимо для любых задач с большим объемом данных. Масштабируемость NVMe-oF позволяет объединять множество узлов хранения, что обеспечивает массовую параллельную обработку, необходимую для рабочих процессов HPC. Кроме того, эффективность протокола при выгрузке операций с данными на сетевые карты освобождает центральные процессоры от этих задач, тем самым экономя их для других важных вычислений. Таким образом, интеграция NVMe-f дополнительно повышает производительность, надежность и гибкость всей системы, становясь, таким образом, неотъемлемой частью передовой инфраструктуры HPC.

Улучшение анализа данных и машинного обучения

NVMe over Fabric (NVMe-oF) может значительно улучшить анализ данных и машинное обучение. Это стало возможным благодаря более быстрому доступу к данным и более высокой пропускной способности. Такие функции важны при работе с большими наборами данных, обучении моделей и аналитике в реальном времени. Благодаря NVMe-oF можно хранить данные на многих узлах, что упрощает их быстрое извлечение, тем самым устраняя обычные узкие места в данных, которые затрудняют рабочие процессы машинного обучения. Протокол также имеет возможность освободить ЦП от его обязанностей по обработке информации, чтобы позволить NIC выполнять эту роль, тем самым высвобождая больше вычислительных ресурсов, что приводит к лучшему выполнению алгоритмов ML. Таким образом, предприятия могут быстрее получать аналитическую информацию вместе с более надежными прогнозными моделями, что приводит к инновационному и операционному совершенству в любых условиях, основанных на данных.

Сравнение ConnectX-5 с другими сетевыми адаптерами

Преимущества перед конкурирующими сетевыми адаптерами

Конкурирующим сетевым адаптерам есть чему поучиться у сетевого адаптера ConnectX-5. Вот некоторые из его преимуществ:

1. Низкая задержка: Он обеспечивает низкую задержку, что идеально подходит для игр, высокочастотного трейдинга или любых приложений, работающих с данными в реальном времени.
2. Высокая пропускная способность: Карта имеет высокую пропускную способность до 200 Гбит/с, что обеспечивает более высокую скорость передачи данных, необходимую для технологии сетевого адаптера ConnectX-5 EN PCI Express 3.0, используемой при интенсивных рабочих нагрузках.
3. Расширенные возможности разгрузки: Эта функция помогает повысить общую эффективность системы, поскольку она разгружает центральный процессор от задач, требующих интенсивной обработки данных.
4. Масштабируемость. Узлы хранения могут легко объединяться с этим сетевым адаптером, что делает возможной широкую параллельную обработку.
5. Повышенная надежность: Разработан с сильными механизмами обнаружения и исправления ошибок, чтобы не было никаких компромиссов в отношении производительности или целостности хранимой информации.
6. Энергоэффективность: Несмотря на то, что в рабочем режиме он потребляет много энергии, в его конструкции были использованы передовые методы управления питанием, которые экономят энергию, не влияя на уровень производительности.

Экономическая эффективность и возврат инвестиций

Использование адаптерных карт Ethernet в вашей организации может сэкономить много денег и гарантировать хорошую окупаемость инвестиций. Благодаря высокой пропускной способности и низкой задержке производительность системы улучшается, что приводит к снижению эксплуатационных расходов и повышению производительности. Кроме того, это устройство обладает расширенными возможностями разгрузки вместе с его превосходной надежностью, что снижает потребность в большем количестве оборудования и снижает капитальные затраты. Более того, ConnectX-5 построен таким образом, что потребляет меньше энергии, что делает его энергоэффективным, тем самым способствуя сокращению счетов за коммунальные услуги. Такие преимущества со временем приведут к огромной экономии для предприятий, предлагая при этом положительную окупаемость инвестиций, поскольку многие предприятия внедрили эти передовые сетевые решения.

Отзывы клиентов и тесты производительности

Отзывы клиентов

Сетевой адаптер ConnectX-5 получил положительные отзывы от профессионалов в разных областях. Технические обозреватели часто хвалят его потрясающую производительность, включая гораздо более высокую скорость передачи данных и меньшую задержку. Эксперты в разных отраслях также хвалят его надежность, а также расширенные возможности разгрузки, которые снижают нагрузку на ЦП и повышают эффективность работы. Кроме того, пользователям нравится энергосберегающая функция сетевого адаптера Mellanox ConnectX-5 EN PCI Express, поскольку она снижает потребление энергии, что приводит к финансовой экономии.

Тесты производительности

Ниже приведены некоторые тесты, проведенные на ConnectX-5 для оценки его производительности:

1. Пропускная способность и пропускная способность: Тесты показывают, что этот адаптер всегда обеспечивает пропускную способность выше 100 Гбит/с, что необходимо для высокопроизводительных вычислительных сред с приложениями, обрабатывающими большие объемы данных.
2. Задержка: Сверхнизкая задержка, измеряемая в микросекундах в соответствии с тестами, идеально подходит для задач, чувствительных к задержкам, таких как финансовая торговля или анализ больших наборов данных в реальном времени.
3. Показатели надежности: Даже при больших нагрузках способность адаптера исправлять ошибки значительно снижает скорость потери информации, тем самым обеспечивая ее целостность.
4. Потребление энергии: Устойчивая работа поддерживается за счет значительно низкого энергопотребления Connectx 5 во время тестирования энергоэффективности по сравнению с другими аналогичными устройствами, конкурирующими на том же рынке; тем самым позволяя предприятиям экономить на счетах за электроэнергию, сохраняя при этом эффективную работу в сети.

Эти обзоры и измерения ясно показывают, что если вы ищете мощный и надежный сетевой адаптер, вам не придется искать дальше ConnectX-5.

Справочные источники

Контроллер сетевого интерфейса

Подключаемый модуль малого форм-фактора

Ethernet

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос: Что такое сетевой адаптер Mellanox ConnectX-5?

О: Сетевой адаптер Mellanox ConnectX-5 — это высокопроизводительная сетевая карта, предназначенная для центров обработки данных, облачной инфраструктуры и высокопроизводительных вычислительных приложений. Он обладает расширенными сетевыми возможностями и поддерживает подключение до 100GbE, что делает его подходящим для требовательных сетевых сред.

Вопрос: Каковы некоторые ключевые особенности сетевого адаптера Mellanox ConnectX-5?

A: Функции адаптера Ethernet, поддержка Gigabit Ethernet и 100GbE, встроенный коммутатор PCIe для лучшей производительности и гибкости; поддержка NVMe over Fabric Offloads с очень высокой пропускной способностью данных в PCI Express сетевого адаптера ConnectX-5 EN.

Вопрос: Какие порты есть у сетевого адаптера ConnectX-5?

A: Сетевой адаптер ConnectX-5 предлагает конфигурации с двумя портами, такие как 100GbE с двумя портами QSFP28 или с двумя портами SFP28. Эти порты обеспечивают различные варианты подключения для различных типов сетей.

Вопрос: Какую пользу мне принесет встроенный коммутатор PCIe при использовании сетевого адаптера ConnectX-5?

О: Встроенный переключатель PCIe на сетевой карте Connect X-5 повышает производительность, обеспечивая эффективную маршрутизацию и обработку данных внутри самой сетевой карты, тем самым максимизируя пропускную способность и минимизируя задержку. Это также обеспечивает наиболее гибкое решение.

Вопрос: Как сетевой адаптер ConnectX-5 поддерживает NVMe over Fabrics?

A: Он поддерживает разгрузки NVMe over fabric, которые обеспечивают эффективную и высокоскоростную передачу между устройствами хранения NVME и узлами, подключенными через сети. Это важно в приложениях с интенсивным использованием данных и архитектурах хранения.

Вопрос: Работает ли Mellanox ConnectX-5 с разными форм-факторами?

О: Да, Mellanox ConnectX-5 поддерживает различные форм-факторы, в том числе адаптер PCI Express 3.0 x8 и высокий кронштейн, что делает его совместимым с серверами или рабочими станциями различных конфигураций. Эта возможность множественного выбора обеспечивает широкую совместимость системы.

Вопрос: Может ли сетевой адаптер ConnectX-5 работать на скорости 10 Гбит?

О: Да. Сетевой адаптер ConnectX-5 может работать на разных уровнях скорости, например, 10Gb Ethernet, что делает его универсальным в различных сетевых средах, где из-за требований к скорости может потребоваться масштабирование сети.

Вопрос: Почему Nvidia Mellanox ConnectX-5 считается лучшим вариантом для центров обработки данных?

A: Надежность таких функций, как высочайшая пропускная способность, конфигурации с двумя портами, встроенный коммутатор PCIe и поддержка NVMe over Fabric, позволяет Nvidia Mellanox ConnectX-5 предлагать превосходную производительность по сравнению с любым другим решением, используемым в центрах обработки данных. Эти возможности обеспечивают надежное и эффективное сетевое подключение, необходимое для приложений с высоким спросом.