RDMA是什么
RDMA(远程直接内存访问,Remote Direct Memory Access)是一种网络通信技术,允许一台计算机直接访问另一台计算机的主内存,而无需经过目标计算机的处理器、缓存或操作系统。这种方法通过绕过传统的网络协议栈(如TCP/IP),显著降低了延迟、提高了带宽,并减少了CPU的负载。
RDMA的核心特点
- 零拷贝(Zero-copy):数据直接从一台计算机的内存传输到另一台,无需中间缓冲区。
- 内核绕过(Kernel bypass):数据传输无需操作系统内核参与,减少了上下文切换的开销。
- 低延迟和高吞吐量:非常适合需要快速响应的应用场景,如高性能计算(HPC)、云计算和分布式存储系统。
工作原理
RDMA通过专门的硬件(如支持RDMA的网卡,称为HCA或NIC)实现,数据传输由网络适配器直接处理,应用程序只需指定内存地址和传输需求即可。常见的操作包括:
- RDMA Write:将数据直接写入远程内存。
- RDMA Read:从远程内存读取数据。
- Send/Receive:类似于传统消息传递,但仍避免CPU干预。
主要实现方式
- InfiniBand:一种高性能网络架构,广泛用于超级计算机和数据中心。
- RoCE(RDMA over Converged Ethernet):基于以太网的RDMA实现,便于与现有网络集成。
- iWARP:基于TCP/IP的RDMA,适用于广域网环境。
应用场景
- 高性能计算:如科学模拟、机器学习模型训练。
- 分布式存储:加速数据访问,例如在NVMe over Fabrics中。
- 金融系统:低延迟交易处理。