Netzwerkstrukturen mit InfiniBand
InfiniBand (IB) bietet sehr hohe Bandbreiten bei extrem niedriger Latenz und ist dank stark gesunkener Preise auch für den Mittelstand erschwinglich geworden. Dieser Artikel ordnet die Technologie ein und zeigt Einsatz- und Umstiegsszenarien.
Historie
Der erste InfiniBand-Standard wurde 2000 von der InfiniBand Trade Association verabschiedet – ursprünglich als Nachfolger des PCI-Busses. Durchgesetzt hat sich stattdessen PCI Express; InfiniBand wurde zur Verbindungstechnologie im Supercomputing (2014 basierten 45 % der TOP500 auf IB). Das zeigt: IB ist ausgereift, stabil und skalierbar – war aber lange zu teuer für normale Unternehmen. Durch Innovationen und neue Zielmärkte sind die Preise inzwischen auf das Niveau von 10-GbE oder Fibre Channel gesunken.
Technologie
IB ist keine Netzwerk-, sondern eine Busstruktur – quasi eine „Verlängerung“ des serverinternen PCIe-Busses. Übertragungsraten bis 100 Gb/s je Port bei sehr niedriger Latenz; mehrere Ports lassen sich koppeln. Bei Storage überträgt IB Daten per RDMA direkt in den Zielspeicher, ohne Umweg über den Protokoll-Stack – das entlastet die CPU. Für paketorientierte Anwendungen steht RoCE (RDMA over Converged Ethernet) bereit. Mit derselben Hardware lassen sich flexibel Ethernet- und blockbasierte Verbindungen (SRP/iSER) mit definierbaren Bandbreiten realisieren. Konfiguration in Produktivumgebungen sollte von IB-erfahrenen Experten erfolgen.
Komponenten und Anbieter
Eine IB-Infrastruktur besteht aus Host-Channel-Adaptern (HCAs), Kupfer-/Glasfaserkabeln und meist Switches/Routern. Richtpreise (historisch): HCAs ab unter 500 EUR, 12-Port-Managed-Switch unter 3.500 EUR, 5 m Kupferkabel unter 100 EUR. Viele Switches können per Splitter-Kabel einen 40G-Port in mehrere 10G-Ports für den Übergang ins übrige Netz aufteilen. Treiber gibt es für Windows, große Linux-Distributionen sowie VMware ESXi, Hyper-V und Citrix/Xen. Dominierender Hersteller ist Mellanox (heute NVIDIA Networking).
Vorteile und Einschränkungen
Vorteile: höhere, skalierbare Bandbreite, geringe Latenz und Hostbelastung, hohe Zuverlässigkeit sowie die Möglichkeit der Netzwerkkonvergenz (Ethernet und Fibre Channel/iSCSI mit einer Technologie), was Komplexität und Kosten senkt. Einschränkungen: IB ist auf Server-/Rechenzentrumsvernetzung ausgelegt; zur Client-Anbindung bleibt Ethernet unersetzlich, und bei sehr großen Entfernungen ist Ethernet in der Reichweite überlegen.
Anwendungsbeispiele
Typische Szenarien sind Serverkopplungen, Virtualisierungsplattformen, Storage-Lösungen und Backup-Anbindungen. Gerade mit Software-Defined-Storage lassen sich Performancegewinne und – gegenüber proprietären Lizenzmodellen – Preisvorteile erzielen.
Ein- und Umstieg
IB-Komponenten koexistieren mit herkömmlicher Netzwerktechnik. Empfehlung: schrittweise umstellen, zunächst ergänzende Anwendungen mit IB realisieren (Know-how-Aufbau), Bestandssysteme erst danach – idealerweise mit externer Begleitung.
Fazit
InfiniBand ist eine ausgereifte, offene und herstellerunabhängige Option für die Serververnetzung und dank Preisverfall auch für den Mittelstand attraktiv, wenn herkömmliche Technologien an ihre Grenzen stoßen.
Unterstützung von m.a.x. it
Bei Planung und Umsetzung von InfiniBand-Netzwerken für Storage und Virtualisierung unterstützt Sie m.a.x. it mit Proxmox & Virtualisierung.
Über m.a.x. it Die m.a.x. Informationstechnologie AG ist seit über 30 Jahren IT-Partner mittelständischer und großer Unternehmen in München und bietet maßgeschneiderte Lösungen und Services in den Bereichen Cloud, Cybersecurity, Netzwerk, Windows, Linux und Softwareentwicklung. Sie haben eine Frage zu diesem Artikel oder brauchen Unterstützung?
