RDMA原理及介绍

一、 DMA和RDMA概念

1.1、DMA

DMA(直接内存访问,Direct Memory Access)是一种能力,允许在计算机主板上的设备直接把数据发送到内存中去,数据搬运不需要CPU的参与。

在这里插入图片描述
传统内存访问需要通过CPU进行数据copy来移动数据,通过CPU将内存中的Buffer1移动到Buffer2中。DMA模式:可以同DMA Engine之间通过硬件将数据从Buffer1移动到Buffer2,而不需要操作系统CPU的参与,大大降低了CPU Copy的开销。

1.2、 RDMA

RDMA(RemoteDirect Memory Access)是一种概念,在两个或者多个计算机进行通讯的时候使用DMA, 从一个主机的内存直接访问另一个主机的内存。
在这里插入图片描述

RDMA is a host-offload, host-bypass technology that allows an application (including storage) to make data transfers directly to/from another application’s memory space. The RDMA-capable Ethernet NICs (RNICs) – not the host – manage reliable connections between source and destination. Applications communic

### 网卡 RDMA 原理及其实现机制 远程直接内存访问(Remote Direct Memory Access,简称 RDMA)是一种高效的网络通信技术,允许一台计算机直接读取另一台计算机的内存而无需操作系统内核参。这种特性显著降低了延迟并提高了吞吐量,特别适合于高性能计算和云计算环境。 #### 1. RDMA 的基本工作原理 RDMA 技术的核心在于绕过传统的操作系统的上下文切换开销,使得数据可以直接从一方的用户态缓冲区传送到另一方的用户态缓冲区。这一过程依赖于网卡硬件的支持以及软件层面的配合[^2]。 - **注册内存区域**:在使用 RDMA 进行数据交换之前,必须先将要使用的内存区域注册到网卡中。这一步骤是为了让网卡能够识别这些内存位置,并对其进行保护以防止非法访问。 - **建立连接**:通过握手协议(如 iWARP 或 RoCE),两台机器之间建立起可靠的传输通道。在此期间双方协商好各种参数设置,包括但不限于最大消息长度、队列深度等配置项[^4]。 - **发起请求**:一旦准备工作完成,就可以利用专门设计好的指令集来指示本地网卡执行具体的读写动作了。例如,“Send”命令用来推送一段连续字节流过去;“Write with Immediate”除了携带有效载荷外还附带即时值供接收端快速反馈确认信息之用等等[^3]。 ```c // 示例代码展示了如何初始化一个简单的 ibv_context 结构体对象以便进一步调用其他函数构建更复杂的逻辑关系图谱 struct ibv_context *ctx; if (!(ctx = ibv_open_device(dev_list[i]))) { fprintf(stderr,"could not open device\n"); } ``` #### 2. 实际应用场景中的挑战解决方案 尽管 RDMA 提供了许多潜在的好处,但在实际部署过程中仍然面临不少困难需要克服: - **虚拟化兼容性问题**:随着容器技术和虚拟机日益普及,如何有效地把物理网卡的能力映射给多个租户成为一大难题。为此业界提出了诸如 SR-IOV (Single Root I/O Virtualization) 和 VFIO (Virtual Function I/O)之类的方法论框架试图解决此类困境[^4]。 - **跨平台互操作性考量**:由于不同厂商生产的适配器可能遵循各自略有差异的标准规范文件描述其行为模式特征属性列表等内容详情介绍说明文档链接地址如下所示,请自行查阅核实准确性后再做决定是否采纳应用实践案例分享交流讨论群组论坛网站网址http://example.com/forum/thread/rdma-interoperability-testing-results.html[^5] ---
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