Модель OSI - модель InfiniBand.

InfiniBand

                                                                                Выполнила группа: ИТ1001

                                                                                Проверила: Беленькая М.Н

Москва

2012

InfiniBand.

InfiniBand – спецификация стандарта, которая определяет архитектуру ввода/вывода, используется для внутренних (внутрисистемных) и внешних (межсистемных) соединений.

История создания.

Ар­хи­тек­ту­ра InfiniBand по­яви­лась в ре­зуль­та­те сли­я­ния в 1999 году двух па­рал­лель­ных раз­ра­бо­ток: Next Generation I/O (NGIO), разработанный Intell, Micrsoft, Sun Microsystems и Future I/O (FIO),разработанный IBM, Compaq и Hewlett-Packard.

Описания Infiniband специфицированы, поддержкой и развитием спецификаций занимается InfiniBand Trade Association(консорциум заинтересованных производителей, включающий в себя IBM, Intel, Mellanox, Oracle, Hewlett-Packard и другие компании).

Технология InfiniBand стандартизирована ANSI/TIA/EIA.

Топология.

Существует 3 основные топологии, применяемые в технологии InfiniBand: fat tree, CBB Network, mesh (например, torus) и poiht-to-point.

Fat tree.

Сеть fat tree (утолщенное дерево) — топология компьютерной сети, изобретенная Charles E. Leiserson из MIT, является эффективной для суперкомпьютеров. В простом дереве идентичные связи на каждом уровне, а, так как их количество уменьшается на каждом этапе в 2 раза, то и пропускная способность всей сети уменьшается в 2 раза на каждом более высоком уровне. Это может привести к серьезным перегрузкам на верхних уровнях сети. В топологии "fat tree" эта проблема исправлена тем, что на каждом более высоком уровне пропускная способность связей возрастает, например, в 2 раза. Связь двунаправленная.

Сравнение binary tree и fat tree:

Mesh.

Топология Mesh основана на децентрализованной схеме организации сети. Сеть можно представить в виде узлов, которые предоставляют возможность связи с сетью и выполняют функции маршрутизаторов для других узлов этой же сети. Mesh-сети строятся как совокупность кластеров. Территория покрытия разделяется на зоны, число которых теоретически не ограничено. Сети, построенные по такой топологии, характеризуются высокой отказоустойчивостью, сложностью настройки и избыточным расходом кабеля.

CBB Network.

           Особенностью этой топологии является условие равенства суммарной пропускной способности при повышении уровня.

Switched fabric.

Switched fabric – топология сети, в которой каждый конечный узел соединен с другими конечными узлами с помощью одного или нескольких коммутаторов.

Примером такого соединения является Fibre Channel. Данная топология позволяет подключать до теоретического максимума в 16 миллионов устройств, ограничено только объемом доступного адресного пространства. Многочисленные коммутаторы в фабрике обычно образуют mesh сеть с устройствами, находящимися на краях (листья) mesha.

Модель OSI - модель InfiniBand.

1. Физический уровень (Physical layer) определяет битовый уровень для формирования символов и определяет символы, используемые для формирования frame (например, для запуска пакета и конца пакета), символы данных и заполнители между пакетами (Idles). В InfiniBand используется последовательный битовый поток (serial stream of bits) для передачи данных. Физический уровень основан на спецификации IEEE 802.3.z, работающего на скорости 2,5 Гбит / с.

2.  Уровень Link описывает формат пакетов и протоколы для операций с этими пакетами, например, управление потоком передачи данных (Flow Control), или как пакеты направляются (routed) в подсетях от источника к месту назначения.

3. Уровень Network описывает протокол для адресации пакетов между подсетями.

На сетевом уровне производится маршрутизация пакетов при передаче между подсетями составной сети. В отсутствии разделения на подсети сетевой уровень необязателен. Пакеты, передаваемые между подсетями должны содержать GRH (Global Route Header) – 128-битный IPv6 адрес узла-источника и узла назначения. Эти пакеты передаются между подсетями через роутеры, имеющие свои уникальные идентификаторы (GUID). Роутеры при передаче изменяют LID пакета на соответствующий локальный адрес промежуточного узла в конкретной подсети.

4. Уровень Transport обеспечивает доставку пакетов в соответствующие пары очередей (Queue Pair, QP), собирает/разбирает на пакеты сообщения, управляет правами доступа.

Уровень Transport также отвечает за сегментацию операции передачи на несколько пакетов, когда сообщение содержит больше, чем MTU данных. На принимающем конце QP собирает данные в определенный буфер в памяти.

MTU (Maximum transfer unit):

- Размер MTU может быть от 256 байт до 4 килобайт. Только пакеты, меньшие или равные MTU, могут передаваться;

- MTU большого размера эффективнее.

Физический уровень.

Виды оптических сред.

Среда передачи.

PMD. Шина Infiniband является последовательной, может использовать как волоконную, так и медную среду передачи. В InfiniBand используются:

Для медной среды передачи:

Разъемы.

Медные линии Infiband обычно оконцовывают коннекторами СХ4(InfiniBand SFF-8470) и QSFP. Оптоволоконные коннекторами MPO/MTP и Dual LC.

       MPO. Многоволоконный соединитель с рядным расположением волокон. Стандарты: IEC 61754-7; TIA/EIA-604-5; GR-1435-CORS.

       Dual LC. Свойства : сердечник 1.5мм, дуплексное исполнение, доступен в sm и mm исполнении. Стандарты: EIA/TIA 586A, IEC 11801 и BELLCORE GR-326-CORE.

Кодирование.

NRZI.

Non Return to Zero Inverted. Код NRZI является простейшей реализацией принципа кодирования сменой уровня сигнала или дифференциального кодирования. При таком кодировании при передаче нуля уровень сигнала не меняется, то есть потенциал сигнала остается таким же, как и в предыдущем такте. При передаче единицы потенциал инвертируется на противоположный.

PAM5.

Pulse-amplitude modulation.Передаваемый сигнал имеет набор из пяти фиксированных уровней {–2, –1, 0, +1, +2}. Четыре из них используются для кодирования информационных битов, а пятый предназначен для коррекции ошибок. На наборе из четырех фиксированных уровней одним дискретным состоянием сигнала можно закодировать сразу два информационных бита, поскольку комбинация из двух бит имеет четыре возможные комбинации (дибиты) — 00, 01, 10 и 11.

Переход к дибитам позволяет в два раза повысить битовую скорость. Чтобы различать битовую, или информационную, скорость и скорость различных дискретных состояний сигнала, введено понятие бодовой скорости. Бод — количество различных дискретных состояний сигнала в единицу времени. Поэтому, если в одном дискретном состоянии кодируется два бита, битовая скорость в два раза больше бодовой (1 Бод = 2 бит/с).

3) 8B/10B

В логическом коде 8B/10B 8 бит кодируются 10-битным символом. Код обладает 4-кратной избыточностью (2⁸=256; 2¹⁰=1024),так как 256 возможных входных значений кодируются 1024 выходными.

Этот код обеспечивает стабильное соотношение нулей и единиц в выходном потоке, не зависящем от входных данных.