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High Performance Netzwerke

Kommen in einem Unternehmen bzw. einer Einrichtung Hochleistungsrechner zum Einsatz, so stellt dies für die dortigen Netzwerke eine Herausforderung dar. Das high performance Netzwerk wird für die Kommunikation zwischen den Anwendungen des Hochleistungsrechners und für den Transport der Daten benötigt. Damit die Netzwerke also mit dem Datendurchsatz der Rechner zurechtkommen, müssen sie speziellen Anforderungen entsprechen. Diese Netzwerke können wir bei HAPPYWARE für Sie zusammenstellen.

Starke Infrastruktur für Rechner und Cluster – mit unseren High Performance Netzwerken steht Ihnen bei allen HPC Arbeitsprozessen immer die volle Bandbreite Ihres Netzwerks zur Verfügung.

Wichtig für die Kommunikation zwischen den Hochleistungsrechnern ist unter anderem eine geringe Latenz und eine schnelle Übertragung der 2 Byte – 1 MB großen Nachrichten (Messages). Da die Programme in einem HPC Cluster Nachrichten zu mehreren Hochleistungsrechnern gleichzeitig senden und solche empfangen, wird klar, dass für dieses Problem eigens zugeschnittene Netzwerk Architekturen erforderlich sind.

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High Performance Netzwerke

Kommen in einem Unternehmen bzw. einer Einrichtung Hochleistungsrechner zum Einsatz, so stellt dies für die dortigen Netzwerke eine Herausforderung dar. Das high performance Netzwerk wird für die Kommunikation zwischen den Anwendungen des Hochleistungsrechners und für den Transport der Daten benötigt. Damit die Netzwerke also mit dem Datendurchsatz der Rechner zurechtkommen, müssen sie speziellen Anforderungen entsprechen. Diese Netzwerke können wir bei HAPPYWARE für Sie zusammenstellen.

Starke Infrastruktur für Rechner und Cluster – mit unseren High Performance Netzwerken steht Ihnen bei allen HPC Arbeitsprozessen immer die volle Bandbreite Ihres Netzwerks zur Verfügung.

Wichtig für die Kommunikation zwischen den Hochleistungsrechnern ist unter anderem eine geringe Latenz und eine schnelle Übertragung der 2 Byte – 1 MB großen Nachrichten (Messages). Da die Programme in einem HPC Cluster Nachrichten zu mehreren Hochleistungsrechnern gleichzeitig senden und solche empfangen, wird klar, dass für dieses Problem eigens zugeschnittene Netzwerk Architekturen erforderlich sind.

Hier finden Sie unsere High Performance Network

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  • 2HE Rackmount Server, bis zu 225W TDP
  • Dual-Sockel SP3, AMD EPYC 7003 CPU-Serie
  • 32x DIMM-Steckplätze, bis zu 8TB RAM DDR4-3200MHz
  • 26x 2.5 NVMe/SATA/SAS hot-swap Laufwerkeinschübe
  • 5x PCI-E Gen4 Expansion-Slots
  • 2x 1Gb/s LAN-Anschlüsse über Intel® I350-AM2
  • 2x 1600W 80 PLUS redundante Stromversorgungen Platinum Level
ab 3.387,00 € *
Lagernd
Konfigurator
Lagernd
R162-Z11 | Gigabyte Single AMD EPYC 1HE Rack Server Gigabyte R162-Z11 1U Rack Single AMD EPYC 7002

besonderes Highlight

3x NVIDIA T4 Turing auf 1HE

  • 1HE Rackmount Server, bis zu 225W TDP
  • Single Sockel, AMD EPYC™ 7003 Serie Prozessor
  • 8x DIMM-Steckplätze, bis zu 2TB RAM DDR4-3200MHz
  • 6x 2.5 SATA und 4x 2.5 NVMe hot-swappable HDD/SSD
  • 3x PCI-E x16 und 1x OCP 2.0 Gen3 x16 Mezzanin-Steckplätze
  • 1x Ultra-Fast M.2 mit PCI-E Gen3 x4 Interface
  • 2x 1200W redundante 80 PLUS Stromversorgung Platinum
ab 2.880,00 € *
Lagernd
Konfigurator
  • 2HE Rack Server, bis zu 225W TDP
  • Dual-Sockel SP3, AMD EPYC 7003 CPU-Serie
  • 32x DIMM Steckplätze, bis zu 8TB RAM DDR4-3200MHz
  • 12x 3.5 und 2x 2.5 Hot-swap SAS/SATA Laufwerkeinschübe
  • 8x PCI-E Gen4 x16/x8 und 2x OCP Mezzanine Steckplätze
  • 2x 1Gb/s LAN-Anschlüsse über Intel® I350-AM2
  • 2x 1200W redundante Stromversorgungen Platinum Level
ab 3.317,00 € *
Lagernd
Konfigurator
kleine Menge lagernd
R262-ZA0 | Gigabyte AMD EPYC 2HE Storage Server (6NR262ZA0MR-00) Gigabyte R262-ZA0 2U Rackmountable 42 Bay Single

besonderes Highlight

Mit 4,6,8-Kanal Speicher Interleave und 2-way SMT & Turbo Boost

  • 2HE Rackmount Server, bis zu 240W cTDP
  • Single AMD EPYC™ 7003 Serie Prozessoren (Milan)
  • 16x DIMM Steckplätze, bis zu 4TB RAM DDR4-3200MHz
  • 40x 2.5 SATA/SAS hot-swappable SSD-Einschübe
  • 2x PCI-E Gen4 x16 und 2x OCP Mezzanin-Steckplätze
  • 2 x 1Gb/s LAN-Anschlüsse über Intel® I350-AM2
  • Dual 1200W 80 PLUS redundante Stromversorgung Platinum Level
ab 3.690,00 € *
kleine Menge lagernd
Details
Lange Lieferzeit
Supermicro AS-1114CS-TNR | EPYC 1HE Rack Server Supermicro AS-1114CS-TNR 1U Server 16xDIMM 4TB RAM

besonderes Highlight

16 DIMMs, bis zu 4TB RAM

  • 1HE Rackmount Server, bis zu 280W TDP
  • Single Sockel SP3, AMD EPYC 7003 Serie Prozessoren
  • 16x DIMM-Steckplätze, bis zu 4TB RAM DDR4-3200MHz
  • 10x 2.5 Zoll Hot-Swap SATA3/SAS3/NVMe Laufwerkeinschübe
  • 2x PCI-E 4.0 x16 Steckplätze und 2x PCI-E 4.0 x16 AIOM
  • Networking über AIOM
  • 860W, redundante Netzteile (Platinum Level)
ab 1.800,00 € *
Lange Lieferzeit
Details
Lange Lieferzeit
W291-Z00 | Gigabyte AMD EPYC Tower Workstation (6NW291Z00MR-00) W291-Z00 | Gigabyte AMD Epyc Tower Server

besonderes Highlight

Bis zu 4x Double Steckplätze GPU-Karten

  • Hochperformante Tower Workstation / E-Business-Server
  • Single-Sockel, AMD EPYC 7003 Serie Prozessor
  • 8x DIMM Steckplätze, bis zu 2TB RAM DDR4-3200MHz
  • 2 x 1Gb/s LAN-Anschlüsse über Intel I210-AT
  • 4x PCI-E x16 Gen3 und 1x PCI-E x8 Gen3
  • 4x 3.5 SATAIII Hot-swappable HDD-SSD Schächte
  • 2 x 1600W Redundante Stromversorgung Platinum level
ab 2.060,00 € *
Lange Lieferzeit
Details
  • 2HE Rackmount Server, bis zu 280W cTDP
  • Single Sockel SP3, AMD EPYC 7003 Serie Prozessoren
  • 16x DIMM-Steckplätze, bis zu 4TB RAM DDR4-3200MHz
  • 12x 3.5 Hot-Swap Laufwerkeinschübe
  • 4x PCI-E 4.0 x16 Steckplätze & 2x PCI-E 4.0 x16 AIOM
  • Tool-less Laufwerkeinschübe und Tool-less Brackets
  • 920W redundante Netzteile (Platinum Level)
ab 2.089,00 € *
Lange Lieferzeit
Details
Lange Lieferzeit
SYS-1029U-E1CR25M | Supermicro Dual Xeon 1HE Rack Server SYS-1029U-E1CR25M Server

besonderes Highlight

24 DIMM Slots, bis zu 6TB RAM

  • 1HE Rack Server, Unterstützung 205W TDP
  • Dual Sockel P, 2nd Gen Intel Xeon Scalable Prozessoren
  • 24x DIMM Steckplätze, bis zu 6TB RAM DDR4-2933MHz
  • 10x 2.5 Zoll hot-swap Laufwerkseinschübe
  • 2x PCI-E 3.0 x16, 1x PCI-E 3.0 x8 & 1x PCI-E 3.0 x16 Steckplätze
  • 2x 25GbE SFP28 Ethernet-Anschlüsse
  • 2x 750W redundante Stromversorgungen (Platinum Level)
ab 2.230,00 € *
Lange Lieferzeit
Details
Lange Lieferzeit
GC79-B8252 | Tyan Transport CX Cloud Server B8252G79V4E4HR-2T Tyan Transport B8252G79V4E4HR-2T 1U 32 DIMM

besonderes Highlight

AST2500 BMC with Redfish support

  • 1HE Rackmount Server, bis zu 240W cTDP
  • Dual Sockel SP3, AMD EPYC™ 7002/7003 Serie Prozessoren
  • 32x DIMM Steckplätze, bis zu 8TB RAM DDR4-3200MHz
  • 4x 2.5 NVMe & 4x 3.5 SATA hot-swap Laufwerkseinschübe
  • 2x PCI-E 4.0 x16 FH/HL Steckplätze & 1x OCP v3.0 Mezzanin
  • 2x 10GbE-Anschlüsse und 1x GbE dedicated für IPMI
  • 2x 1000W/1200W redundante Stromversorgung (Platinum Level)
ab 2.390,00 € *
Lange Lieferzeit
Details
  • 1HE Rack Server, 10nm Technologie bis zu 270W TDP
  • Dual-Sockel P+, 3rd Gen Intel Xeon Scalable Prozessoren
  • 32x DIMM Steckplätze, bis zu 8TB RAM DDR4-3200MHz
  • 4x 3.5 oder 2.5 SATA/SAS HDD/SSD hot-swap Schächte
  • 2x PCI-E Gen4 x16 (FHHL) und 2x OCP Mezzanin-Steckplätze
  • 2x 1Gb/s LAN Anschlüsse über Intel I350-AM2
  • 2x 1300W redundante Stromversorgungen 80 PLUS (Platinum Level)
ab 2.790,00 € *
Lange Lieferzeit
Details
  • 1HE Rackmount Server, bis zu 270W TDP
  • Dual Sockel P+, 3rd Gen Intel Xeon Scalable Prozessoren
  • 32x DIMM Steckplätze, bis zu 8TB RAM DDR4-3200MHz
  • 10x 2.5 SATA/SAS/NVMe hot-swap Laufwerkseinschübe
  • 2x 1Gb/s LAN-Anschlüsse über Intel I350-AM2
  • 2x PCI-E Gen4 x16 und 2x OCP Mezzanin-Steckplätze
  • 2x 1300W 80 PLUS redundante Stromversorgung Platinum Level
ab 2.950,00 € *
Lange Lieferzeit
Details
Lange Lieferzeit
R182-N20 | Gigabyte 10 Bay Dual Xeon 1HE All-NVMe Server Gigabyte R182-N20 1U NVMe Intel Xeon Scalable

besonderes Highlight

1HE All-NVMe Server

Bis zu 10x 2.5 Laufwerkseinschübe

  • 1HE Rack Server, bis zu 270W TDP
  • Dual Sockel P+, 3rd Gen Intel Xeon Scalable Prozessoren
  • 32x DIMM Steckplätze, bis zu 8TB RAM DDR4-3200MHz
  • 10x 2.5 SATA/SAS/NVMe hot-swap Laufwerkseinschübe
  • 2x PCI-E Gen4 x16 und 2x OCP Mezzanin-Steckplätze
  • Unterstützt dual-ROM Technologie mit Intel SATA RAID 0, 1, 10, 5
  • 2x 1300W 80 PLUS redundante Stromversorgungen Platinum
ab 3.000,00 € *
Lange Lieferzeit
Details
Lange Lieferzeit
MBE-314E-220 | Supermicro MicroBlade 14-Node Rack Server Blade MBE-314E-220 Chassis

besonderes Highlight

14 Server Blades auf 3HE

  • 3HE Rack MicroBlade Enclosure
  • Bis zu 14 Hot-swap Server Blades
  • Bis zu 2 Hot-swap 10G Ethernet Switche
  • 1 Hot-swap Management Modul optional
  • 4x Große Lüfter
  • 2000W Redundante Netzteile
ab 3.030,00 € *
Lange Lieferzeit
Details
Lange Lieferzeit
R182-M80 | Gigabyte Dual Xeon 1HE NVMe Server (6NR182M80MR-00) Gigabyte R182-M80 1U Intel Xeon Scalable 3rd Gen

besonderes Highlight

1HE All-Flash NVMe Server

Unterstützt 2 x 7-Pin SATA DOM

  • 1HE Rackmount Server, bis zu 270W TDP
  • Dual-Sockel P+, 3rd Gen Intel Xeon Scalable Prozessoren
  • 32x DIMM Steckplätze, bis zu 8TB RAM DDR4-3200MHz
  • 4x 3.5 SATA/SAS hot-swap und 4x 2.5 Laufwerkseinschübe
  • Unterstützt Intel SATA RAID und VROC 0, 1, 10, 5
  • 2x PCI-E Gen4 x16 und 2x OCP Mezzanin-Steckplätze
  • 2x 1300W 80 PLUS redundante Stromversorgung Platinum Level
ab 3.040,00 € *
Lange Lieferzeit
Details
Lange Lieferzeit
R162-Z10 | Gigabyte 1HE AMD EPYC NVMe Server (6NR162Z10MR-00) Gigabyte R162-Z10 1U Server Single AMD EPYC 7003

besonderes Highlight

3x NVIDIA T4 Turing auf 1HE

  • 1HE Rackmount Server, 64-Kerne und bis zu 225W TDP
  • Single Sockel, AMD EPYC™ 7003 Serie Prozessor
  • 8x DIMM Steckplätze, bis zu 2TB RAM DDR4-3200MHz
  • 10x 2.5 U.2 hot-swappable SSD Schächte
  • 3x PCI-E x16 und 1x OCP 2.0 Mezzanin-Steckplätze
  • 2x 1Gb/s LAN Anschlüsse (Intel® I350-AM2)
  • 2x 1200W 80 PLUS redundante Stromversorgungen Platinum Level
ab 3.342,00 € *
Lange Lieferzeit
Konfigurator
  • 2HE Rackmount Server, bis zu 270W cTDP
  • Dual Sockel P+, 3rd Gen Intel Xeon Scalable Prozessoren
  • 32x DIMM Steckplätze, bis zu 8TB RAM DDR4-3200MHz
  • 12x 3.5 SATA/SAS/NVMe hot-swap Laufwerkeinschübe
  • 8x PCI-E 4.0 x16 Expansion und 2x OCP Mezzanine Steckplätze
  • 2x 1Gb/s LAN Anschlüsse über Intel I350-AM2
  • 2x 1600W 80 PLUS redundante Stromversorgung (Platinum Level)
ab 3.390,00 € *
Lange Lieferzeit
Details
Lange Lieferzeit
R282-G30 | Gigabyte Dual Xeon 2HE Rack 12-Bay GPU & NVMe Server Gigabyte R282-G30 2U Rack DP Server 12Bay GPU NVMe

besonderes Highlight

Bis zu 3x double-Slot GPU-Karten

  • 2HE Rackmount Server, bis zu 270W CPU TDP
  • Dual Sockel P+, Intel Xeon Scalable Prozessor 3rd Gen
  • 32x DIMM Steckplätze, bis zu 8TB RAM DDR4-3200MHz
  • 12x 3.5 Hot-swappable SATA/SAS/NVMe Laufwerkeinschübe
  • 5x PCI-E Gen4 x16 Expansion-Slots
  • Unterstützung bis zu 3x GPU-Karten (Dual Slot)
  • 2x 2400W redundante Stromversorgungen (Platinum Level)
ab 3.570,00 € *
Lange Lieferzeit
Details
Lange Lieferzeit
R282-2O0 | Gigabyte 24-Bay Dual Xeon 2HE Server (6NR2822O0MR-00) Gigabyte R282-2O0 2U Rack DP Server 24bay System

besonderes Highlight

Dual-ROM Technologie Unterstützung

  • 2HE Rackmount DP Server, bis zu 270W cTDP
  • 24x 2.5 SATA/SAS hot-swap HDD/SSD Schächte, 2x 2.5 rückseitig
  • 8x PCI-E Gen4 x16 Expansion und 2x OCP Mezzanine Steckplätze
  • 2x 1Gb/s LAN Anschlüsse über Intel® I350-AM2
  • 2x 1600W 80 PLUS redundante Stromversorgung Platinum Level
ab 3.680,00 € *
Lange Lieferzeit
Details
  • 1HE Rack Server, 64-Kerne bis zu 225W TDP
  • Dual-Sockel SP3, AMD EPYC 7003 Serie Prozessor
  • 32x DIMM-Steckplätze, bis zu 8TB RAM DDR4-3200MHz
  • 10x 2.5 Gen4 U.2 hot-swap SSD-Schächte
  • 2x PCI-E 4.0 x16 Expansion-Steckplätze und 2x OCP Mezzanine
  • 2x 1Gb/s LAN-Anschlüsse über Intel I350-AM2
  • 2x 1200W 80 PLUS redundante Stromversorgungen Platinum Level
ab 4.048,00 € *
Lange Lieferzeit
Konfigurator
Lange Lieferzeit
AS-2123US-TN24R25M | Supermicro 2HE Rack Dual AMD EPYC Server Supermicro AS-2123US-TN24R25M 2HE AMD Epyc Server

besonderes Highlight

24x NVMe U.2, Dual 25G Ethernet

  • 2HE Rackmount Server, bis zu 280W TDP
  • Dual Sockel SP3, AMD EPYC 7002 Serie Prozessoren
  • 32x DIMM Steckplätze, bis zu 8TB RAM DDR4-3200MHz
  • 24x 2.5 hot-swap U.2 NVMe Laufwerkeinschübe
  • 2x SFP28 25GbE LAN-Anschlüsse
  • Software-Out-of-Band-Lizenzschlüssel (SFT-OOB-LIC) Inklusive
  • 2x 1600W redundante Stromversorgungen mit PMBus (Titanium Level)
ab 4.359,00 € *
Lange Lieferzeit
Details
Lange Lieferzeit
Supermicro SYS-210SE-31A | Single Xeon 2HE IoT Server Supermicro SYS-210SE-31A 2U Rack Server Intel Xeon

besonderes Highlight

Vollständiger Front-Zugang zu allen Anschlüssen

 
  • 2HE Rackmount Multi Node Server, bis zu 205W cTDP
  • Single Sockel P+, 3rd Gen Intel Xeon Scalable Prozessoren
  • 8x DIMM-Steckplätze, bis zu 2TB RAM DDR4-3200MHz
  • 2x M.2 NVMe
  • 1x RJ45 GbE LAN-Anschluss
  • 1x LP PCI-E 4.0 x16, 2x PCI-E 4.0 x16 FH/HL Steckplätze
  • 2x 2000W AC redundante Netzteile
ab 4.650,00 € *
Lange Lieferzeit
Details
Lange Lieferzeit
Supermicro SYS-210SE-31D | 3-Node Single Xeon 2HE IoT Server Supermicro SYS-210SE-31D Server Intel Xeon 3rd Gen

besonderes Highlight

Alle Anschlüsse frontseitig

 
  • 2HE Rackmount Server, bis zu 205W cTDP, bis zu 3-Nodes
  • Single Sockel P+, 3rd Gen Intel Xeon Scalable Prozessoren
  • 8x DIMM-Steckplätze, bis zu 2TB RAM DDR4-3200MHz
  • 2x M.2 NVMe
  • 1x RJ45 GbE LAN-Anschluss
  • 1x LP PCI-E 4.0 x16, 2x PCI-E 4.0 x16 FH/HL Steckplätze
  • 2x 2000W DC redundante Netzteile mit PMBus
ab 4.840,00 € *
Lange Lieferzeit
Details
Lange Lieferzeit
SYS-2029U-TN24R4T Supermicro Dual Xeon 2HE Storage Rack Server Supermicro Ultra SYS-2029U-TN24R4T 2U NVMe Server

besonderes Highlight

All-NVMe Storage Server

  • 2HE Rackmount Server, bis zu 205W TDP
  • Dual Sockel P, 2nd Gen Intel Xeon Scalable Prozessoren
  • 24x DIMM Steckplätze, bis zu 6TB RAM DDR4-2933MHz ECC
  • 24x 2.5 Zoll hot-swap NVMe Laufwerkseinschübe
  • 2x PCI-E 3.0 x16 und 1x PCI-E 3.0 x8 Steckplätze
  • 4x 10GBase-T LAN-Anschlüsse mit Intel X550
  • 2x 1600W redundante Stromversorgungen (Titanium Level)
ab 5.090,00 € *
Lange Lieferzeit
Details
Lange Lieferzeit
R282-Z94 | Gigabyte AMD EPYC 2HE NVMe-Server (6NR282Z94MR-00) Gigabyte R282-Z94 2-x-2.5 SATA SAS Hot-Swap HDD

besonderes Highlight

All-NVMe Server

für PCI-e 4.0 NVMe

Hardware-level root of trust support

  • 2HE Rackmount, 64-Kerne bis zu 225W TDP
  • Dual-Sockel AMD EPYC 7003 Serie Prozessor
  • 32x DIMM-Steckplätze, bis zu 8TB RAM DDR4-3200MHz
  • 26 x 2.5 U.2 hot-swappable HDD/SSD-Schächte
  • 1x M.2 mit PCI-E 4.0 & 7x PCI-E 4.0 Expansion-Slots
  • Hardware-level Root of Trust Unterstützung
  • 2x 1600W 80 PLUS redundante Stromversorgungen Platinum Level
ab 5.420,00 € *
Lange Lieferzeit
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High Performance Netzwerke – Wichtige Fragen bei der Einrichtung eines HPNS

Welche Art von High Performance Netzwerk sich für die eigenen Ansprüche eignet, lässt sich mit den folgenden Fragen meist gut einschränken:

  • Wie viele unterschiedliche High Performance Netzwerke werden benötigt?
  • Wie viele Computer-Systeme sollen an das jeweilige Netzwerk angeschlossen werden?
  • Wie viele Daten pro Sekunde werden in dem jeweiligen Netzwerk transportiert?
  • Wie viele gleichzeitige Verbindungen werden von einem System benötigt?
  • Welche Bandbreite muss das High Performance Netzwerk haben?
  • Für welche Anwendung wird das jeweilige Netzwerk benötigt?
  • Welche Implementationen gibt es für welche Betriebssysteme?
  • Ist das Know-how für den Betrieb eines High Performance Netzwerk im Unternehmen vorhanden?
  • Wie viel Budget steht für das Projekt zur Verfügung?

High Performance Netzwerk Architekturen und ihre Leistungsmerkmale

Im Bereich High Performance Networking gibt es zwei verschiedene Architekturen, die im Folgenden näher betrachtet werden sollen:

TCP/IP Netzwerke auf Ethernet Basis

Ein TCP/IP basiertes Ethernet ist ein Packet-orientiertes Netzwerk. Die Datenpakete besitzen bis zu 3 IP-Adressen. Die eigene, die IP-Adresse des Empfängers und die IP-Adresse des Routers.

  • So arbeitet ein High Performance Netzwerk mit TCP/IPJedes Datenpaket, das via Ethernet verschickt wird, hat etliche Checksummen. Da eine Nachricht länger sein kann als die maximale Größe eines TCP/IP Datenpakets, erhält jedes eine eigene Beschreibung, die die Reihenfolge des Datenpakets in der Nachricht definiert. Dadurch ist es möglich, genau dieses Datenpaket erneut vom Sender anzufordern.

    Das Datenpaket wird auf das Übertragungsmedium übertragen. Dabei kann es passieren, dass sich dort schon ein Datenpaket befindet. Beide Datenpakete werden dabei verändert. Aufgrund der sich im Netzwerk befindlichen Routen, kann nicht genau gesagt werden wann und wo dies passieren kann. Dies und die Checksummen sind dafür verantwortlich, dass die Latenz des Netzwerks in aller Regel im Millisekunden Bereich liegt.

  • Technische Details zu TCP/IP NetzwerkenDa das TCP/IP Protokoll sehr CPU lastig ist, hat man angefangen, RDMA Services direkt in den Hostbus-Adapter zu integrieren. Diese Services werden nativ von Hostbus-Adaptern unterstützt, die das Protokoll iWARP/RDMA nutzen oder über die Spezifikation (IBTA) RoCEv2 verfügen. Dadurch werden höhere Performancewerte, bessere Bandbreite und niedrigere Latenzzeiten erreicht.

    TCP/IP basierte Netzwerk-Adapter werden von jedem gängigen Betriebssystem unterstützt. TCP/IP Netzwerke unterstützen die folgenden Bandbreiten: 1GbE / 10GbE / 25GbE / 40GbE / 50GbE / 56GbE / 100GbE / 200GbE. Das gilt jedoch nicht für alle Anbieter. Alle Applikationen oder Dienste, die das Netzwerk benutzen, basieren heute auf TCP/IP.

High Performance Netzwerk mit Infiniband Architektur

Infiniband wurde mit dem Ziel entwickelt eine Hardwareschnittstelle zu haben, die einen seriellen Transport der Daten realisiert und eine geringe Latenz aufweist.

  • So arbeitet ein High Performance Netzwerk mit InfinibandIm Gegensatz zu TCP/IP, die den Protokollstack mit der CPU abwickeln, ist dies bei Infiniband in die Netzwerk-Hardware ausgelagert. Dadurch können über das High Performance Netzwerk gleichzeitig mehrere Verbindungen zu verschiedenen Systemen aufgebaut werden.

    Die geringe Latenz wird dadurch erreicht, dass die Netzwerkkarten, die Host-Bus-Adapter genannt werden, den Speicher des empfangenen Systems direkt ansprechen können. Diese Technik wird als RDMA Write bzw. RDMA Read bezeichnet. Auf Basis dieser Technik können die Applikationen mit Hilfe von Message Passing Interface Software, kurz MPI Software genannt, Nachrichten austauschen.
  • Technische Details zu Netzwerken mit InfinibandAktuelle Spitzenleistungen für diese Technologie liegen bei 200Gb/s mit einer Latenz von 600 Nanosekunden. Damit sind bis zu 200 Millionen Nachrichten pro Sekunden möglich. Der HBA stellt bis zu 16 Millionen I/O Kanäle zur Verfügung und die MTU (Message Transport Unit) reicht von 256 bis 4 kByte. In einem Storage Environment wird Infiniband für die Realisierung von NVMe über Network-Fabrics eingesetzt.

Aktuelle High Performance Netzwerk Varianten auf dem Markt

Einer der bekanntesten Anbieter für Netzwerk-Hardware ist die Firma Mellanox, die äußerst leistungsfähige Netzwerk-Komponenten für höchste Ansprüche liefern kann. So unterstützen deren Hostbus-Adapter etwa Geschwindigkeiten von 10 GbE(QDR) bis zu 200 GbE (HDR) bei einer Latenzzeit von 6 Nanosekunden, womit sich auch mehrere Tausend Knoten in einem Netz realisieren lassen. Als Software wird eine optimierte Version der Software der Open Fabrics Alliance genutzt.

Weiterhin bietet Mellanox für folgende Betriebssysteme eigene Treiber, Protokoll-Software und Tools:

  • RedHat Version 6.x / Version 7.x / CentOS 6.x / CentOS 7.x
  • SUSE SLES 11 SP3 / SP4, SLES 12 SP1 - SP3, SLES 15
  • Oracle Linux OL 6.x und 7.x
  • Ubuntu 16.x / 17.10 / 18.04
  • Fedora 20 / 27
  • Debian 8.x / 9.x
  • EulerOS 2.0 SP3
  • WindRiver 6.0
  • XenServer 6.5
  • Microsoft Windows Server 2016 / Windows Server 2016 version 1803 / Windows Server 2012 R2 / Windows Server 2012 / Windows 10 Client 1803 / Windows 8.1
  • VMware ESX/ESXI 5.x
  • KVM / XEN

Die dabei unterstützte CPU-Architektur reicht von x86_64 über PowerPC bis zu ARM-basierten CPUs.

Omni-Path Fabric von INTEL: High Performance Netzwerke der neuesten Generation

Doch gerade in sehr großen Installationen mit zehntausend Knoten und mehr stößt Infiniband an seine Grenzen. Die Performance der Prozessoren und die Bandbreite des Speichers skaliert schneller als die des I/O. Hier setzt Intel mit seinem Omni-Path Fabrics an, die mit der Infiniband Implementation von Qlogic und dem Know-how von Cray entwickelt wurden.

Der Plan von Intel: Der Omni-Path Controller Chipsatz soll in den Prozessor integriert werden. Damit wird ein PCI Steckplatz eingespart, was wiederum etliche Watt weniger Leistungsaufnahme bedeutet.

Weiter soll die Qualität der Übertragung durch diverse Optimierungen des Protokolls verbessert werden, etwa durch:

  • Packet Integrity Protection
  • Dynamic Lane Scaling
  • Traffic Flow Optimization

Die Software, die Intel für ihre Omni-Path Fabric zur Verfügung stellt, gibt es für RedHat, SUSE Enterprise Server, CentOS und Scientific Linux. Die Software von Intel ist Open Source und basiert auf der Open Fabrics Alliance.

High Performance Netzwerke richtig ausstatten: Switches und Kabel

Bei Infiniband und Omni-Path muss man bei dem Design des Netzwerkes darauf achten, dass jeder Port eines Systems direkt einen anderen Port eines weiteren Systems erreichen kann. Durch einen entsprechenden Switch wird verhindert, dass innerhalb des High Performance Netzwerks mehrere Nachrichten eine einzelne Leitung belegen und damit möglicherweise einige Verbindungen für kurze Zeit blockiert werden.

Bei Infiniband und Omni-Path gibt es dafür den sogenannten Non-Blocking-Faktor. Das Store-and-forward Prinzip, das bei den TCP/IP basierten Netzwerken genutzt wird, führt bei Infiniband und Omni-Path zu einem merkbaren Einbruch in der Performance.

Da die Übertragungsgeschwindigkeiten auf dem Netz sehr hoch ausfallen, sind RJ45 Kabel dafür nicht geeignet. Die Kabel, die für diese schnellen Verbindungen in Frage kommen, basieren auf dem Formfaktor QSFPx. Das x steht für die verschiedenen Stecker, die je nach Geschwindigkeit eingesetzt werden müssen.

Nicht zuletzt aufgrund solcher Überlegungen ist es wichtig, schon bei der Einrichtung eines High Performance Netzwerks spätere Erweiterungen und Möglichkeiten der Skalierbarkeit zu berücksichtigen.

TypGeschwindigkeitFormfaktor QSFPLänge in Meter
Ethernet Kupfer 400Gb/s QSFF-DD 0,5;1;1,5;2;2,5;3
Ethernet Kupfer 200Gb/s QSFP56 0,5;1;1,5;2;2,5;3
Ethernet Kupfer 100Gb/s QSFP28 0,5;1;1,5;2;2,5;3
Ethernet Kupfer 40Gb/s QSFP+ 0,5;1;1,5;2;2,5;3;4;5;6;7
Ethernet Kupfer 25Gb/s SFP28 0,5;1;1,5;2;2,5;3;4;5
Ethernet Kupfer 10Gb/s SFP+ 0,5;1;1,5;2;2,5;3;4;5;6;7

Beispiel für Ethernet Verbindung auf der Basis von Kupfer

Kabel bis zu einer Länge von 7 Metern können noch aus Kupfer bestehen, bei Längen über 7 Meter müssen Kabel mit optischer Übertragung eingesetzt werden.

InfinibandGeschwindigkeitFormfaktorLänge
HDR 200Gb/s QSFP56 0,5;1;1,5;2;2,5;3
EDR 100Gb/s QSFP28 0,5;1;1,5;2;2,5;3;4;5
FDR 56Gb/s QSFP+ 0,5;1;1,5;2;2,5;3;4;5
FDR10; QDR 40Gb/s QSFP+ 0,5;1;1,5;2;2,5;3;4;5;6;7

Beispiele für Infiniband Verbindungen auf Basis von Kupfer

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