简介：《InfiniBand架构入门》是一份详细介绍InfiniBand技术基础与应用的PDF文档，适合初学者快速了解高性能计算和数据中心网络中的InfiniBand架构。
《InfiniBand架构简介》
InfiniBand架构（IBA）是一种专为服务器IO及服务器间通信设计的全新行业标准，由InfiniBand贸易协会（IBTA）开发。它旨在提供超越传统总线式IO结构的可靠性、可用性、性能和可扩展性，并满足当前与未来对服务器系统的需求。本章将介绍IBA的发展背景，概述其整体架构，深入探讨关键话题并讨论这一标准的影响。
42.1 InfiniBand贸易协会及其规范
IBTA成立于1999年8月，拥有约180名成员公司和机构，包括大学与研究实验室等。该协会由来自戴尔、康柏、惠普、IBM、英特尔、微软及太阳微系统的成员领导，并由IBM和英特尔共同主持；赞助公司则涵盖3Com、思科系统有限公司（Cisco Systems）、富士通-西门子(Fujitsu Siemens) 以及NEC等。大约100名来自IBTA成员公司的专家花费了约14个月时间定义并描述了InfiniBand架构，最终形成的规范文档详尽且广泛：它不仅涵盖了物理互连和封装形式的基础层面，还延伸至高级管理功能；同时提供了从简单不可靠通信到分区以及其间所有选项的宽泛功能范围。这导致形成了一套庞大的技术标准文件（约1500页），本段落只能介绍相关概念与特性，具体细节需参考规范本身。
该规模部分也源于开发过程中的两个目标：结果必须降低成本并适用于从低端到高端的各种系统；同时具有高度灵活性以允许不同的实现方法。这使得InfiniBand不仅适合高性能计算应用，还适应数据中心、存储区域网络（SAN）及企业级应用场景的需求。
42.2 InfiniBand架构概述
InfiniBand架构主要由以下组件构成：
1. 通道适配器(Channel Adapter, CA)：连接处理器与InfiniBand交换机，并处理相应的网络协议和IO任务。
2. 交换机(Switch)：提供设备间的通信连接点，支持数据路径的切换以提高带宽。
3. 主机通道适配器（Host Channel Adapter）：位于服务器内部，负责与InfiniBand交换机交互操作。
4. TCP卸载引擎(TOE)：处理TCP/IP协议栈，减少CPU对网络通信的需求负担。
5. 队列对标识符(Queue Pair Identifier, QPI) ：作为InfiniBand通信的基本单位，用于管理数据传输任务的分配与执行过程。
6. 动词（Verbs）: 一种编程接口，为应用程序提供直接控制InfiniBand通讯的能力。
42.3 InfiniBand性能优势
InfiniBand架构在以下方面表现出高性能特性：
1. 高带宽：单个InfiniBand链路的传输速率可达到20Gbps、40Gbps，甚至更高至100Gbps。
2. 低延迟：通过优化协议栈及直接内存访问技术实现极低通信延时。
3. 大量并发连接支持：多队列设计提高了系统资源利用率并提升了同时处理任务的能力。
4. 可扩展性: InfiniBand架构便于添加更多交换机和设备，而不会影响整体性能表现。
42.4 应用场景及行业影响力
InfiniBand的应用范围广泛：
1. 高性能计算（HPC）：在超级计算机与集群环境中提供高速互联能力以加速科学计算及大数据处理任务。
2. 数据中心: 提升服务器间通信速度，提高数据中心运营效率。
3. 存储系统: 在存储区域网络中实现快速、低延迟的数据传输从而改善存储性能表现。
4. 云计算服务：InfiniBand的高性能和低延迟能力有助于构建更高效且可扩展性的云基础设施解决方案。
通过引入InfiniBand，数据中心及计算技术得到了显著发展。系统性能与可扩展性达到了前所未有的高度，并有望在未来继续引领服务器架构以及网络设计的发展趋势。
5星
