Netzwerkprodukte von INTEL
Intel ist seit 30 Jahren führender Hersteller von Ethernet-Produkten in vielen Märkten.
Ethernet-Anschlüsse finden sich zwar häufig bereits auf Mainboards, doch für professionelle Anwendung in Datenzentren und dem Embedded-Markt empfehlen sich effizientere und technologisch fortschrittlichere Produkte, die Intel als PCI Express Einsteckkarten oder I/O Erweiterungsmodule bereithält.
Zurzeit findet eine schnelle Migration zu Produkten statt, die 10 Gigabit/Sekunde Bandbreite bieten. Optische Verbindungsarten ermöglichen Reichweiten bis 10 Kilometer, der SFP Standard findet immer mehr Anwender wegen seiner Ähnlichkeit zum Fibrechannel Pendant und der Flexibilität, elektrisch oder optisch zu verbinden.
Die Technologie in diesen Produkten wird oftmals unterschätzt, die Ingenieursleistung konzentriert sich auf die Senkung des Stromverbrauchs, der Unterstützung von Virtualisierungstechnologien wie auch der zunehmenden Konvergenz mit Storage-Anbindungen oder effizientes Ethernet für HPC-Umgebungen.
Mit der X520 und i350-Serie stellte Intel jüngst einige neue Netzwerkprodukte vor, die günstiger sind als ihre Vorgänger, energie-effizienter operieren und zudem virtualisierte Umgebungen in der Form unterstützen, dass virtuellen Maschinen (kurz: VMs) ein Hardware-beschleunigte Portion der Netzwerkkarte zugewiesen werden kann.
Eine Übersicht der neuen und interessanten Produkte stellen wir zum Download bereit.
Die Technologien im Detail:
Fiber Channel over Ethernet (FCoE)
FCoE kapselt Fiber Channel Frames zur Übertragung über Standard-Ethernet-Netzwerke und ermöglicht damit die Nutzung von 10 GbE-Netzwerken durch Fiber Channel bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung des nativen Protokolls. Die Serveradapter bieten eine FCoE-Hardwarebeschleunigung, so dass eine Performance erreicht werden kann, die mit derjenigen von FC HBAs vergleichbar ist. Die Server-Adapter unterstützen Data Center Bridging, eine Technologie, die auch als Converged Enhanced Ethernet (CEE) bekannt ist. Bei dieser Technologie können Anwender Traffic Classes und Prioritäten konfigurieren und so ein verlustfreies Ethernet-Fabric gewährleisten. Ein FCOE-Serveradapter ermöglicht eine Senkung der Gesamtkosten (TCO) durch Reduzierung des Verkabelungsaufwands und die Einsparung der Kosten für teure FC HBAs und FC Switch Ports. Die Speichersysteme müssen dabei natürlich entweder selber FCoE unterstützen oder der dazwischen liegende Switch muss FCoE-kompatibel sein.
Support für iSCSI
Die Server-Adapter bieten umfassende Unterstützung für iSCSI-Initiatoren in nativen Betriebssystemen und Virtuellen Umgebungen sowie für das Booten über iSCSI. In der Vergangenheit hat die CRC32C-Wandlung immer die Systemperformance beeinträchtigt. Mit dem in den neuesten Intel® Xeon® -Prozessoren enthaltenen CRC-Befehlssatz ist jedoch eine CRC-Prüfung durchgängig bei minimaler Beeinträchtigung des Netzwerks möglich. Dabei ist ein Höchstmaß an Datenintegrität gewährleistet.
Unterstützung der Virtualisierung
Das rasante Wachstum der Virtualisierungstechnik hat dazu geführt, dass die Anforderungen an die Netzwerkperformance ständig gestiegen sind. Auf den einzelnen Multi-Core-Servern läuft eine größere Zahl virtueller Maschinen (VMs) und dies führt zu einer dramatischen Steigerung des Netzwerkverkehrs, so dass immer mehr VMs die verfügbare I/O -Bandbreite beanspruchen.
Mit diesen Adaptern können netzwerkintensive Anwendungen die Performance erreichen, die von einer virtualisierten Umgebung erwartet wird, unabhängig davon, ob der physikalische Port im Emulationsmodus unter Verwendung des virtuellen Switch im Virtual Machine Monitor (VMM) konfiguriert oder direkt einer virtuellen Maschine zugewiesen ist.
Virtual Machine Device Queues (VMDq):
Im Emulationsmodus optimiert Virtual Machine Device Queues (VMDq) die Netzwerk-Performance durch Auslagerung des Sortierens und Kopierens von Daten auf den 10 Gigabit Controller. Diese Konfiguration eignet sich am besten bei einer großen Anzahl von VMs, auf denen Standardanwendungen laufen, die begrenzte Anforderungen an Bandbreite und Latenzzeit haben. Bei geschäftskritischen Anwendungen, bei denen für eine maximale Netzwerk-Performance ein eigener I/O Kanal erforderlich ist, kann der Anwender einer VM einen eigenen virtuellen Adapterport zuweisen.
SR-IOV:
Diese Funktion bietet eine direkte VM Connectivity und Datenschutz über mehrere VMs hinweg. Mit der von der PCI-SIG definierten SR-IOV Technologie können die Daten den softwaremäßigen virtuellen Switch umgehen, so dass eine praktisch native Performance erzielt werden kann. Bei dieser Technologie werden physikalische oder virtuelle I/O-Ports direkt einzelnen VMs zusgewiesen, so dass wie in einem physikalischen System mit PCIe/PCI-Bauteilen DMA-Transfers vom Adapter in den Systemspeicher möglich werden. Diese Technologie eignet sich am besten für Anwendungen, die einen extrem hohen I/O-Durchsatz und sehr niedrige Latenzzeiten erfordern, wie z.B. Datenbanken, Storage-Systeme oder Finanzanwendungen. SR-IOV ermöglicht die Partitionierung einer PCI-Funktion in viele virtuelle Schnittstellen mit dem Ziel einer gemeinsamen Nutzung der Ressourcen eines PCI-Express*-(PCIe)-Geräts in einer virtuellen Umgebung.
Der Einsatz von SR-IOV in Verbindung mit einem Netzwerkgerät ermöglicht die Aufteilung der Bandbreite eines einzelnen Ports in kleinere Teile, die über eine Standardschnittstelle direkt den VMs oder Gästen zugewiesen werden können. Ein Whitepaper, das sich detailliert mit Virtualisierungstechnologien
befasst, steht unter dem folgenden Link zur Verfügung.
DMA Coalescing (DMAc) / iWARP
Der Energieverbrauch ist in einem modernen Rechenzentrum ein zentraler Faktor. Die Energiekosten sind ein Teil der monatlichen Fixkosten, die alle Betreiber von Rechenzentren an ihre Kunden weitergeben müssen. Dennoch ist es für die Endanwender wichtig, dass Ihnen die maximale Leistungsfähigkeit ihrer Anlagen zur Verfügung steht, damit sie ihre unternehmerischen Ziele erreichen. Hochleistungssysteme, die für kurze Zeiträume mit maximaler Leistung arbeiten und dann wieder in einen Leerlaufmodus mit geringem Energieverbrauch zurückschalten, sind dabei üblicherweise die energieeffizientesten Konfigurationen. Die Intel®-Ethernet-Power-Management-Technologie mit DMA Coalescing die Senkung des Stromverbrauchs des Serversystems um bis zu 20% durch die Bündelung der Datenpakete bei der Versendung. Dadurch ist eine Möglichkeit gegeben, den Server länger im Leerlaufmodus zu betreiben.
Ein detailliertes Whitepaper zum Thema DMAc finden Sie unter dem folgenden Link.
iWARP (Internet Wide Area RDMA Protocol)
Ein weiterer Bereich, in dem sich Ethernet immer mehr durchgesetzt hat, sind Interconnects zwischen Knoten in Clustern - ein Gebiet, auf dem Infiniband dominiert. iWarp ist ein Satz von Erweiterungen, mit denen drei wesentliche Quellen von Netzwerk-Overhead beseitigt werden, die zusammen fast 100% der CPU-Last aufgrund von Netzwerkaufgaben ausmachen — Transport- (TCP/IP)-Verarbeitung, Kopieren in den Zwischenspeicher und Umschaltung des Anwendungskontexts. Schließlich sollten ja die CPUs in einem Cluster im Wesentlichen mit der Verarbeitung von Zahlen befasst sein, und nicht mit der Vernetzung.
Die iWARP-Erweiterungen reduzieren mit modernen Technologien den CPU-Overhead, die Auslastung der Speicherbandbreite und die Latenzzeiten. Dies wird erreicht durch die Entlastung der CPU von der TCP/IP-Verarbeitung, eine Vermeidung unnötiger Zwischenspeicherung, und eine dramatische Senkung aufwändiger Aufrufe des Betriebssystems und Kontext-Umschaltungen — und die Verschiebung des Datenmanagements und der Netzwerkprotokollverarbeitung auf einen schnellen Ethernet-Adapter.
Die Intel NetEffect™ Ethernet Server Cluster Adapter, die als SFP+DA und CX4 angeboten werden, unterstützen iWarp und sind seit kurzem
zu einem wesentlich günstigeren Preis erhältlich.
