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Was ist RDMA und warum ist es besonders vorteilhaft mit Flash?

Remote Direct Memory Access ist eine Methode Latenzen in Flash-Umgebungen zu reduzieren und funktioniert mit InfiniBand und Ethernet-Verbindungen.

Wie funktioniert RDMA und warum ist es gerade für Flash-Umgebungen von Vorteil?

Zunächst muss man wissen, wie Daten zwischen Systemen verschoben werden. Wenn eine Anwendung, die auf einem Server läuft, Daten an eine externe Lokation senden muss, dann kopiert die einige der Daten in einen Memory-Buffer, meldet sich beim Netzwerk oder dem Storage-Treiber und stellt die Adresse des Memory-Buffer zur Verfügung. 

Abhängig vom Typ der Verbindung (Ethernet, Fibre Channel, InfiniBand), kann es sein, dass der Memory-Buffer mehrfach kopiert wird, während der Request durch die verschiedenen Software-Stacks bis zur Host-Adapter-Hardware geleitet wird. Sind die Daten dort angelangt, lassen sie sich auf den Weg zum Zielgerät bringen. Das Zielsystem durchläuft einen ähnlichen Prozess: es kopiert Buffer bis die Daten an der Ziellokation innerhalb des Systems abgelegt sind.

Bei Remote Direct Memory Access (RDMA) legt die originäre Host-Anwendung die Daten in den Memory-Buffer und meldet sich beim Netzwerk oder Storage-Treiber. Der RDMA-Stack ist so konzipiert, dass der Hardware-Adapter Zugriff zum originären Buffer erhält und der herkömmliche Software-Stack (TCP/IP) und all die damit verbundenen Kopier-Prozesse umgangen werden. 

Das reduziert die Latenzen und bringt die Daten so schnell wie möglich auf den Weg zum Ziel. Nehmen wir an, das Endgerät nutzt auch RDMA, so lässt sich die gesamte Kommunikation zwischen den zwei Systemen sehr viel schneller abschließen als bei Systemen ohne RDMA.

All-Flash-Arrays verfügen über eine viel höhere Performance und deutlich geringere Latenzen. Da Flash-Storage-Technologie Performance verbessert, bringt der traditionelle Software-Stack nur Latenzen, also sollte man hier Veränderungen vornehmen, dies zu ändern. RDMA ist eine Technologie, diese Veränderungen zu erreichen.

RDMA ist ein Standard für Highspeed-InfiniBand-Verbindungen. RDAM ist auch in einigen Ethernet Network Interface Cards (NICs) verfügbar, so zum Beispiel in Gigabit-Ethernet- (GbE) und 40-GbE-NICs.

RDMA trifft man meist in Supercomputing-Umgebungen mit wissenschaftlichen Anwendungen an, welche die absolut niedrigsten Latenzen und höchste Transferraten verlangen. Es wird häufig in Verbindungen zwischen Nodes in Computer-Clustern genutzt. Auch für einige Datenbank-Workloads ist RDMA sinnvoll, da sie am leistungsfähigsten mit Technologien für geringste Latenzen sind.

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Artikel wurde zuletzt im Februar 2015 aktualisiert

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