智能无损网络技术通过硬件架构、智能无损算法和一系列网络技术,为人工智能、分布式存储、HPC等应用场景提供“无丢包、低时延、高吞吐”的网络环境,加速计算和存储效率,构建数据中心统一融合的网络。
产生背景:RDMA技术在高性能计算、分布式存储、人工智能等场景中应用广泛,但其对网络丢包敏感,易引发Incast流量拥塞导致丢包,影响应用性能。同时,数据中心硬件发展迅速,算力和存储读取速度大幅提升,网络通信时延成为制约其进一步提升的短板。
技术架构:智能无损网络通过流量控制技术和拥塞控制技术提升网络吞吐量和降低时延,并通过智能无损存储网络等技术实现网络和应用系统融合优化。
- 物理硬件层:需要支持智能无损算法的AI芯片和转发/交换芯片。
- 数据链路层:部署PFC技术解决拥塞丢帧问题,并预防PFC死锁。
- 网络层:应用拥塞控制技术,包括ECN、ECN Overlay、大小流区分调度、AI ECN和IPCC等。
- 传输层:采用ECMP进行流量负载分担。
- 应用层:提供iNOF(智能无损NVMe Over Fabric)功能,实现以太网和存储网络融合。
流量控制技术:PFC技术通过发送PFC PAUSE帧,要求对端设备停止发送特定优先级的流量,防止缓冲区溢出和数据丢失。PFC死锁检测和预防技术用于避免因环路等原因导致的设备间拥塞僵持状态。
拥塞控制技术:
- ECN:通过修改IP报文头中的DS域来标记报文传输路径上的拥塞状态,允许网络在拥塞时不丢弃报文,避免拥塞加剧。
- ECN Overlay:将ECN技术应用到VXLAN网络中,实现端到端的拥塞通知机制。
- 大小流区分调度:将网络流量分为大流和小流,并区分调度,保证大流的吞吐率和小流的时延需求。
- AI ECN:利用AI算法动态优化ECN门限,根据流量特征和变化实时调整,满足不同场景的需求。
- IPCC:主动发起拥塞控制,根据接口拥塞情况主动发送拥塞通知报文,精准控制发送端降速,避免过度降速。
智能无损存储网络技术(iNOF):
- 简介:iNOF是一种以太网和存储网络的融合优化技术,实现海量存储设备的自动发现,网络故障的快速感知,以及存储设备的加入和离开信息的及时通知,为智能无损网络提供基础支持。
- 组网:包括iNOF直连组网和iNOF跨交换机组网,分别适用于小规模和大规模数据中心。
- 技术优点:即插即用、故障快速感知。
- H3C iNOF实现的技术特色:基于BGP连接建立iNOF连接,利用BGP反射器技术简化网络拓扑,并支持BGP的GR和NSR功能,提高网络可靠性和安全性。
结论:智能无损网络技术通过一系列技术手段,有效解决了数据中心网络丢包、时延和吞吐量等问题,为高性能计算、分布式存储、人工智能等应用场景提供了优质的网络环境,推动了数据中心网络的发展。