InfiniBand 是一种高速网络和输入/输出 (I/O) 技术，于 1990 世纪 XNUMX 年代末开发，是 PCI 和 SCSI 等先前互连技术的继承者。 它旨在克服这些技术的局限性，并提供更高效、可扩展和低延迟的结构，用于连接数据中心和高性能计算 (HPC) 环境中的服务器、存储系统和其他计算设备。
InfiniBand 是一种交换结构架构，在设备之间使用点对点链路，可实现高带宽和低延迟。 它使用基于通道的数据传输方法，其中数据被分解为称为“数据包”的较小数据包并通过结构传输。 该架构还支持并行处理，可以同时传输多个数据包，从而实现更高的性能。
与以太网等传统网络技术相比，InfiniBand 具有多种优势。 其一，它提供了显着更高的带宽，目前速度高达 200 Gb/s。 此外，InfiniBand 的延迟远低于以太网，非常适合需要快速处理数据的高性能计算工作负载。
InfiniBand 的另一个优势是其可扩展性 - 它支持单个结构中的数万个节点 - 使其成为大型数据中心环境的理想选择。 它还通过冗余网状拓扑提供高可靠性和可用性，确保即使在连接问题期间结构也能保持正常运行。
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InfiniBand 网络架构由多个层组成，每个层执行特定功能以确保跨结构的高效数据传输。 这些层包括：
物理层：该层处理设备之间的物理连接并确保数据正确传输和接收。
数据链路层：该层使用确认和校验和来检测和纠正错误，提供可靠的数据传输。 它还管理流量控制，以确保数据以适当的速率传输。
网络层：该层提供跨结构的数据包路由以及流量管理和拥塞控制。
传输层：该层提供可靠的端到端数据传输，并确保数据以正确的顺序传输。
InfiniBand 交换机和适配器是 InfiniBand 网络的重要组件。 InfiniBand 交换机用于在结构中的设备之间路由数据，它们通常具有多个端口，使多个设备能够连接到材料。 另一方面，InfiniBand 适配器安装在服务器或存储系统中，以提供与 InfiniBand 结构的连接。
这些交换机和适配器专为 InfiniBand 设计。 它们针对低延迟、高带宽数据传输进行了优化，非常适合 HPC 环境和其他数据密集型应用程序。
InfiniBand 是一项标准化技术，有多个行业组织参与其开发和维护。 InfiniBand 贸易协会 (IBTA) 负责监督 InfiniBand 规范的开发，并确保其与最新的技术进步保持同步。 IBTA 还管理互操作性测试计划，该计划验证来自不同供应商的 InfiniBand 产品是否可以在单一结构中协同工作。
InfiniBand 目前有多个版本，包括 InfiniBand 单数据速率 (SDR)、双倍数据速率 (DDR)、四倍数据速率 (QDR) 和八倍数据速率 (EDR)。 每次迭代都在带宽、延迟和其他性能指标方面取得了改进，使 InfiniBand 成为数据中心和 HPC 环境越来越有吸引力的选择。
以太网是一种广泛用于局域网 (LAN) 的技术。 以太网是一种布线和数据协议系统，为在连接的设备之间传输数据包提供一致且可靠的方法。 它使用物理层 (PHY) 和媒体访问控制 (MAC) 协议通过星形拓扑中的铜缆或光缆发送信息。 以太网几乎应用于所有行业，从小型应用到大型网络。
第一个以太网系统是由施乐帕洛阿尔托研究中心的 Bob Metcalfe 于 1973 年发明的。 Metcalfe 最初的以太网协议 10Base5 设计用于通过粗同轴电缆实现 10 Mbps 连接。 以太网技术多年来不断发展，目前有许多其他速度更高的选项，包括 40GB、100GB 和 400GB 以太网。
以太网数据包由标头和数据负载组成。 标题包括源地址和目标地址，而数据有效负载携带传输的信息。 MAC 地址为连接到网络的每个设备分配一个唯一标识符，然后使用该标识符建立连接。
与其他网络技术相比，以太网技术具有许多优势，包括：
经济高效：以太网可以实现低成本的网络实施和维护。
可扩展性：以太网系统具有可扩展性，并且可以随着带宽需求的增加而轻松升级。
可靠性：以太网已被证明是高度可靠的，具有非常长的正常运行时间和很低的错误率。
安全性：由于各种安全功能，基于以太网的网络比其他网络技术提供更高的保护。
兼容性：以太网技术与各种设备兼容，使其成为共享网络的理想解决方案。
以太网是围绕中心辐射架构设计的，该架构使用交换机、路由器和席位以星形拓扑连接设备。 以太网架构确保数据包在连接的设备之间准确地传输和接收。
以太网交换机和适配器在以太网网络架构中至关重要，提供设备之间的连接。 以太网交换机连接多个设备形成网络。 它们减少数据冲突并有助于防止网络拥塞。 以太网适配器（也称为网络接口卡或 NIC）是用于将计算机和其他设备连接到以太网的设备。 他们将数字信号转换为可以通过网络传输的电信号。
以太网协议是管理以太网网络通信的规则和程序。 以太网通信基于 IEEE（电气和电子工程师协会）802.3 以太网网络标准。 IEEE 提供了一个用于开发以太网协议和接口硬件规范的框架。 以太网标准的结果确保网络设备和来自不同制造商的设备可以进行通信。
以太网技术的最新发展被称为 25 Gb 以太网 (25GbE)。 该技术使用单个连接以每秒 25 吉比特 (Gbps) 的速度传输数据。 它旨在支持带宽需求不断增长的下一代数据中心环境。
以太网技术自诞生以来已经发生了巨大的发展，从 10 世纪 1980 年代初的 400Mbps 以太网到最新版本的 XNUMXGB 以太网。 凭借其强大且可扩展的架构，以太网成为大多数网络的骨干，可实现快速、可靠且经济的通信。
InfiniBand和以太网是计算机行业广泛使用的两种先进网络技术。 InfiniBand是一种高速、低延迟的互连技术，适用于服务器集群、数据中心和高性能计算环境。 另一方面，以太网是一种广泛使用的网络协议，支持许多应用，包括家庭和办公室网络、网络存储和数据中心网络。
比较 InfiniBand 和以太网时，延迟是两种技术之间最显着的差异之一。 延迟是指数据在网络内从发送方传输到接收方的时间。 InfiniBand 具有所有可用互连技术中最低的延迟，往返延迟范围为 20 到 200 微秒。 以太网的延迟较高，往返延迟范围为 XNUMX 到 XNUMX 微秒。
与以太网相比，InfiniBand 还具有显着的性能优势。 InfiniBand 可以提供高达 200 Gb/s 的更高数据传输速率，而目前可用的最快以太网速度为 100 Gb/s。 此外，InfiniBand支持远程直接内存访问（RDMA），允许数据在服务器内存之间直接传输，无需CPU的参与。 这消除了对网络协议处理的需要并带来更高的性能。 以太网不支持 RDMA，并且依赖 CPU 参与数据传输，导致性能水平较低。
可扩展性是比较 InfiniBand 和以太网的另一个关键因素。 InfiniBand 具有高度可扩展性，这使其成为大型服务器集群和高性能计算应用程序的理想选择。 InfiniBand 的可扩展性是通过基于交换机的结构架构来实现的，该架构可以支持数百万个节点，使其能够随着网络的增长而无缝扩展。 另一方面，由于其共享介质的性质，以太网具有固有的可扩展性限制。 因此，以太网最适合小型网络，但其性能可能会随着网络的增长而下降。
InfiniBand和以太网因其独特的优势而被用于各种应用。 InfiniBand 非常适合需要低延迟和高带宽连接的高性能计算和数据中心应用，例如科学模拟、基因组测序和财务分析。 以太网通常用于办公室和家庭网络、网络存储系统和互联网连接。 以太网还非常适合不需要高性能连接的小型数据中心应用。
近年来，服务器行业的趋势是使用以太网，以太网在各种应用中得到了更广泛的采用并被证明是可靠的。 相比之下，InfiniBand主要用于需要高性能和低延迟的专业应用。 然而，由于新的 AI/ML 应用程序的出现以及对更高性能计算的需求，InfiniBand 重新引起了人们的兴趣。 InfiniBand 和以太网的未来可能会受到这些和其他新兴应用以及新技术的发展的影响，例如 Light Peak 技术的使用，该技术可以为以太网提供高达 800 Gb/ 的更高带宽水平。 s。
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近年来，人工智能（AI）已成为数据中心网络日益重要的一个方面。 虽然以太网长期以来一直是数据中心网络的标准，但 InfiniBand 已成为高性能计算 (HPC) 和 AI 工作负载的强大且特别适合的替代方案。
InfiniBand 是一种高速网络技术，最初是为 HPC 集群设计的。 近年来，由于其低延迟、高带宽功能，它在人工智能工作负载中变得越来越受欢迎。 InfiniBand 特别适合并行计算，这是 HPC 和 AI 工作负载的重要组成部分。
以太网是数据中心使用的传统网络技术。 它是一种广泛部署在企业环境中的低成本、高带宽技术。 以太网的运行速度比 InfiniBand 慢，但它仍然可以处理大多数数据中心工作负载。
数据中心网络架构通常由核心层、分布层和接入层组成。 核心层为数据中心内的所有设备提供高速连接，而分布层则提供核心层和接入层之间的连接。 接入层是最终用户设备连接到网络的地方。 以太网广泛应用于数据中心网络架构的各个层。
在 HPC 工作负载方面，InfiniBand 比以太网具有多项优势。 首先也是最重要的一点，InfiniBand 的延迟比以太网低得多。 这对于需要快速节点间通信的 HPC 工作负载至关重要。 InfiniBand 还提供比以太网更高的带宽，非常适合需要在节点之间传输大量数据的 HPC 应用程序。
人工智能工作负载依赖于高性能计算资源来快速、准确地处理大量数据。 由于其低延迟和高带宽功能，InfiniBand 特别适合人工智能工作负载。 它能够在集群中的节点之间快速传输大量数据，这对于需要分布式计算的人工智能模型至关重要。
InfiniBand HDR（高数据速率）是 InfiniBand 技术的最新版本，提供比其前身更快的速度。 HDR 提供高达 200 Gbps 的每端口速度，使其成为需要高带宽和低延迟的 AI 工作负载的理想选择。 200G InfiniBand 是一项基于 HDR 功能的新技术，可为 AI 和 HPC 工作负载提供更高的速度和更低的延迟。
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网络协议和适配器支持跨复杂网络的有效通信和数据传输。 对于 InfiniBand，网络适配器负责在服务器和网络结构之间提供高速连接。 InfiniBand 架构支持一系列适配器技术，包括主机通道适配器 (HCA)、目标通道适配器 (TCA) 和交换机通道适配器 (SCA)。 每种适配器类型在促进网络内不同组件之间的通信和数据传输方面都发挥着独特的作用。
类似地，在以太网中，网络适配器充当网络和计算系统之间的接口。 以太网适配器也称为网络接口卡 (NIC)，它提供服务器和网络基础设施之间的连接，同时支持高速数据传输。 以太网适配器有多种形式，包括铜缆、光纤和无线，并提供多种带宽选项。
InfiniBand 和以太网利用网络协议来满足其独特的应用需求。 InfiniBand 使用称为 InfiniBand 架构 (IBA) 的低延迟、高速协议。 IBA 旨在高效传输大量数据，使其成为需要高速、低延迟通信的 HPC 环境的理想选择。
另一方面，以太网采用传输控制协议（TCP）/互联网协议（IP）套件来提供网络连接和数据传输。 TCP/IP是一种广泛采用的协议，兼容各种应用环境。 以太网还支持用户数据报协议 (UDP) 和互联网协议安全 (IPSec) 等协议。
以太网交换机和InfiniBand交换机是支持计算资源、存储系统和其他网络组件之间通信的网络设备。 然而，虽然这两种交换机执行相同的基本任务，但它们的底层架构和功能却存在显着差异。
以太网交换机旨在为最终用户设备和服务器提供连接，使其成为企业级网络的理想选择。 以太网交换机在 OSI 模型的网络层运行，这意味着它们使用基于 IP 的协议在网络设备之间建立通信。
相比之下，InfiniBand 交换机旨在在 HPC 集群之间提供高性能、低延迟的连接，使其成为数据中心和超级计算环境的理想选择。 InfiniBand 交换机在 OSI 模型的数据链路层运行，这意味着它们使用比以太网交换机更低级别的协议。 这使得它们能够提供比以太网交换机更快的传输速度和更低的延迟。
InfiniBand 支持一系列网络适配器技术，每种技术在支持网络组件之间快速高效的通信方面都具有独特的作用。 主机通道适配器 (HCA) 通过以下方式将服务器连接到 InfiniBand 网络 PCIe 接口。 目标通道适配器 (TCA) 提供与存储设备的连接，而交换机通道适配器 (SCA) 将交换机和路由器连接到网络。
InfiniBand 还支持远程直接内存访问 (RDMA)，该技术允许网络应用程序访问远程存储设备中的数据，而无需通过操作系统的协议栈。 RDMA 有助于实现更快的数据传输并降低 CPU 开销，使其成为 InfiniBand 高性能架构的组成部分。
InfiniBand 和以太网作为互连技术的优势很大程度上取决于它们所使用的应用环境。 InfiniBand 的低延迟、高速架构非常适合需要在许多计算元件之间进行快速、高效通信的数据中心和 HPC 应用程序。
相比之下，以太网的普遍性使其成为大多数企业级网络环境的首选。 以太网的灵活性和可扩展性使其成为平衡各种工作负载的基于云的应用程序和数据中心基础设施的理想选择。
随着对高速数据传输的需求持续激增，网络互连技术的进步变得越来越必要。 新协议的出现，例如以太网的 400 Gb 以太网 (GbE)，提供了比以往更高的吞吐量，从而大幅提高了数据中心的效率和处理能力。
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答：InfiniBand 和以太网都是网络技术，但有一些关键区别。 以太网是一种广泛使用且存在已久的网络标准，而 InfiniBand 是一种高速网络技术，专门用于提供低延迟和高带宽通信。
答：与传统以太网相比，InfiniBand 可以提供明显更高的速度。 以太网通常以 1Gbps、10Gbps 或 100Gbps 的速度运行，而 InfiniBand 可以提供高达 200Gbps 甚至更高的速率。
答：InfiniBand 相对于以太网有几个优点。 它提供更低的延迟、更高的带宽和更好的可扩展性，使其适合高性能计算环境。 InfiniBand还支持远程直接内存访问（RDMA），允许数据在系统之间传输，而无需CPU的参与。
答：是的，InfiniBand 是一个开放标准。 它由 InfiniBand 贸易协会 (IBTA) 开发和维护，该协会由技术行业的公司组成。
答：是的，InfiniBand 和以太网可以在同一网络中共存。 许多现代数据中心都使用这两种技术来优化性能并满足不同的网络需求。
答：是的，以太网有不同类型，例如 10BASE-T、100BASE-TX 和 1000BASE-T。 这些指的是以太网技术的不同版本和速度。
答：InfiniBand HDR（高数据速率）是 InfiniBand 标准的最新版本。 与前几代产品相比，它提供了更高的速度和更高的性能。
答：InfiniBand 基于交换机，使用与以太网不同的数据包处理机制。 InfiniBand 使用远程直接内存访问 (RDMA) 在系统之间直接传输数据，而以太网则依赖于传统的数据包交换方法。
答：许多智能设备都依赖以太网进行互连和通信。 以太网是一种广泛使用且成熟的网络技术，支持各种仪器和应用。
答：InfiniBand 提供高带宽和低延迟，有助于提高网络可靠性。 凭借其快速的速度和 RDMA 等高级功能，InfiniBand 可以帮助减少网络拥塞并提高整体系统性能。
