El protocolo de interconexión de redes y sistemas por antonomasia es Ethernet y su última versión Gigabit Ethernet, pero existen alternativas a este sistema en determinados ámbitos y una de ellas es InfiniBand, de la que hablábamos en el anterior artículo sobre crackeo de contraseñas por GPU. Vamos a tratar de explicar sus características,ventajas y desventajas sobre Ethernet teniendo claro de entrada que Infiniband se centra en un ámbito tan especializado como el de la interconexión en superordenadoresclústers.

infiniband

 

 

Ethernet es el estándar que domina la gran mayoría de mercado, presente de manera casi exclusiva tanto en mercado doméstico, como en pequeña y mediana empresa representa también un porcentaje muy significativo en grandes centros de datos. Pero como decíamos existen otros protocolos que se pueden situar en el mismo nivel de calidad que Gigabit Ethernet como InfiniBand.

InfiniBand es un bus serie bidireccional de comunicaciones de alta velocidad, llegando a ofrecer velocidades de hasta 2.0Gbps netos en cada dirección del enlace en un nodo simple, 4Gbps netos en un nodo doble y hasta 8Gbps netos en un nodo quadruple. Estos nodos a su vez se pueden agrupar en grupos de 4 o 12 enlaces llegando a velocidades de hasta 96Gbps netos en un grupo de 12 nodos quadruples. El factor de velocidad neta viene relacionado con que Infiniband de cada 10 bits que transmite 8 de ellos son datos, basándose en la codificación 8B/10B.

Por ejemplo en el artículo sobre crackeo de contraseñas utilizando las GPU, las interconexiones se realizaron sobre un grupo de 4 enlaces sobre nodos simples (4x SDR) con lo que disponían de un ancho de banda de hasta 8Gbps.

Recientemente se han implementado sistemas en los que ya no se utiliza esta codificación 8B/10B sino la 64B/66B que permite mejorar el porcentaje de datos útiles por trama enviada y que ha permitido los nodos FDR-10 (Fourteen Data Rate-10 a 10Gbps), FDR (Fourteen Data Rate a 13.64Gbps) y EDR (Enhaced Data Rate a 25Gbps). Este último en un grupo de 12 nodos proporciona hasta 300Gbps. Los últimos desarrollos de Gigabit Ethernet, proporcionan hasta 100Gbps por puerto.

Estas enormes velocidades de conexión hacen que Infiniband sea una conexión con una muy importante presencia en superordenadores y clústers, por ejemplo del top 500 de superordenadores, 226 están conectados internamente con Infiniband,188 lo están con Gigabig Ethernet y el resto con Myrinet, Cray, Fat Tree u otras interconexiones a medida.

Una de las principales ventajas de Infiniband sobre Ethernet es su bajísima latencia, por ejemplo y basándonos en los datos del estudio de Qlogic "Introduction to Ethernet Latency, an explanation to Latency and Latency measurement", la laténcia en 10Gpbs Ethernet se sitúa en 5 microsegundos mientras que la de Infiniband se sitúa por debajo de los 3 microsegundos.

La topología de Infiniband es otro de los puntos diferenciales respecto a Ethernet. A diferencia de Ethernet cuya topología es jerárquica, Inifiband tiene una topología en la que cada nodo tiene una comunicación directa con cualquier otro nodo, permitiendo a la tarjeta de red leer o escribir datos directamente en otros servidores, evitándole este trabajo a los procesadores.

Por otra parte debido a este tipo de topología y en general a todo su diseño, Infiniband seguirá siendo una tecnología enfocada a superordenadores y clústers suponiendo una competencia más para otras tecnologías similares como Myrinet o Quadrics que para, que es una tecnología centrada en otros clientes, aunque como hemos visto capaz de tener una gran presencia en el sector de los superordenadores.

Fuente InfiniBand Trade Association
Fuente Qlogic Introduction to Ethernet Latency, an explanation to Latency and Latency measurement
Fuente Top500
Fuente Wikipedia