InfiniBand는 PCI 및 SCSI와 같은 이전 상호 연결 기술의 후속 제품으로 1990년대 후반에 개발된 고속 네트워킹 및 입출력(I/O) 기술입니다. 이러한 기술의 한계를 극복하고 데이터 센터 및 고성능 컴퓨팅(HPC) 환경에서 서버, 스토리지 시스템 및 기타 컴퓨팅 장치를 연결하기 위한 보다 효율적이고 확장 가능하며 대기 시간이 짧은 패브릭을 제공하도록 설계되었습니다.
InfiniBand는 장치 간 지점 간 링크를 사용하여 높은 대역폭과 짧은 대기 시간을 허용하는 스위치 패브릭 아키텍처입니다. 데이터가 "데이터 패킷"이라고 하는 더 작은 패킷으로 분해되어 패브릭을 통해 전송되는 데이터 전송에 채널 기반 접근 방식을 사용합니다. 이 아키텍처는 또한 여러 데이터 패킷을 동시에 전송할 수 있는 병렬 처리를 가능하게 하여 성능을 향상시킵니다.
InfiniBand는 이더넷과 같은 기존 네트워킹 기술에 비해 몇 가지 이점을 제공합니다. 우선, 현재 사용 가능한 최대 200Gb/s의 속도로 훨씬 더 높은 대역폭을 제공합니다. 또한 InfiniBand는 이더넷보다 대기 시간이 훨씬 짧기 때문에 데이터를 빠르게 처리해야 하는 고성능 컴퓨팅 워크로드에 이상적입니다.
InfiniBand의 또 다른 장점은 확장성입니다. 단일 패브릭에서 수만 개의 노드를 지원하므로 대규모 데이터 센터 환경에 이상적인 선택입니다. 또한 중복 메시 토폴로지를 통해 높은 안정성과 가용성을 제공하여 연결 문제가 발생하는 동안에도 패브릭이 계속 실행되도록 합니다.
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InfiniBand 네트워크 아키텍처는 여러 레이어로 구성되며 각 레이어는 패브릭에서 효율적인 데이터 전송을 보장하는 특정 기능을 수행합니다. 이러한 레이어에는 다음이 포함됩니다.
물리 계층: 이 계층은 장치 간의 물리적 연결을 처리하고 데이터가 올바르게 전송되고 수신되도록 합니다.
데이터 링크 계층: 이 계층은 승인 및 체크섬을 사용하여 오류를 감지하고 수정하는 안정적인 데이터 전송을 제공합니다. 또한 데이터가 적절한 속도로 전송되도록 흐름 제어를 관리합니다.
네트워크 계층: 이 계층은 패브릭을 통한 데이터 패킷 라우팅과 트래픽 및 혼잡 제어 관리를 제공합니다.
전송 계층: 이 계층은 신뢰할 수 있는 종단 간 데이터 전달을 제공하고 데이터가 올바른 순서로 전달되도록 합니다.
InfiniBand 스위치 및 어댑터는 InfiniBand 네트워크의 필수 구성 요소입니다. InfiniBand 스위치는 패브릭의 장치 간에 데이터를 라우팅하는 데 사용되며 일반적으로 여러 장치를 재료에 연결할 수 있는 여러 포트가 있습니다. 반면에 InfiniBand 어댑터는 InfiniBand 패브릭에 대한 연결을 제공하기 위해 서버 또는 스토리지 시스템에 설치됩니다.
이 스위치와 어댑터는 InfiniBand용으로 특별히 설계되었습니다. 대기 시간이 짧은 고대역폭 데이터 전송에 최적화되어 있어 HPC 환경 및 기타 데이터 집약적 애플리케이션에 매우 적합합니다.
InfiniBand는 여러 산업 조직이 개발 및 유지 관리에 참여하는 표준화된 기술입니다. IBTA(InfiniBand Trade Association)는 InfiniBand 사양의 개발을 감독하고 최신 기술 발전으로 최신 상태를 유지하도록 합니다. IBTA는 또한 서로 다른 공급업체의 InfiniBand 제품이 단일 패브릭에서 함께 작동할 수 있는지 확인하는 상호 운용성 테스트 프로그램을 관리합니다.
InfiniBand는 현재 InfiniBand SDR(Single Data Rate), DDR(Double Data Rate), QDR(Quad Data Rate) 및 EDR(XNUMX Data Rate)을 비롯한 여러 버전으로 제공됩니다. 반복할 때마다 대역폭, 대기 시간 및 기타 성능 메트릭이 개선되어 InfiniBand가 데이터 센터 및 HPC 환경에 점점 더 매력적인 옵션이 되었습니다.
이더넷은 근거리 통신망(LAN)에 널리 사용되는 기술입니다. 이더넷은 연결된 장치 간에 데이터 패킷을 전송하기 위한 일관되고 안정적인 방법을 제공하는 배선 및 데이터 프로토콜 시스템입니다. PHY(Physical Layer) 및 MAC(Media Access Control) 프로토콜을 사용하여 별 모양 토폴로지에서 구리 또는 광 케이블을 통해 정보를 전송합니다. 이더넷은 소규모 애플리케이션에서 대규모 네트워크에 이르기까지 거의 모든 산업에서 사용됩니다.
최초의 이더넷 시스템은 Xerox의 Palo Alto Research Center의 Bob Metcalfe가 1973년에 발명했습니다. Metcalfe의 원래 이더넷 프로토콜인 10Base5는 두꺼운 동축 케이블을 통한 10Mbps 연결용으로 설계되었습니다. 이더넷 기술은 수년에 걸쳐 발전해 왔으며 현재 40GB, 100GB 및 400GB 이더넷을 포함하여 더 빠른 속도를 가진 다른 많은 옵션이 있습니다.
이더넷 패킷은 헤더와 데이터 페이로드로 구성됩니다. 제목에는 소스 및 대상 주소가 포함되며 데이터 페이로드에는 전송된 정보가 포함됩니다. MAC 주소는 네트워크에 연결된 모든 장치에 고유 식별자를 할당한 다음 연결을 설정하는 데 사용합니다.
이더넷 기술은 다음을 포함하여 다른 네트워크 기술에 비해 많은 이점을 제공합니다.
비용 효율적: 이더넷을 사용하면 네트워크를 저렴한 비용으로 구현하고 유지 관리할 수 있습니다.
확장성: 이더넷 시스템은 확장 가능하며 대역폭의 필요성이 증가함에 따라 쉽게 업그레이드할 수 있습니다.
신뢰성: 이더넷은 매우 높은 가동 시간과 낮은 오류율로 높은 신뢰성이 입증되었습니다.
보안: 이더넷 기반 네트워크는 다양한 보안 기능으로 인해 다른 네트워킹 기술보다 더 높은 보호 기능을 제공합니다.
호환성: 이더넷 기술은 다양한 장치와 호환되므로 공유 네트워크에 이상적인 솔루션입니다.
이더넷 네트워크는 스위치, 라우터 및 시트를 사용하여 별 모양의 토폴로지에서 장치를 연결하는 허브 및 스포크 아키텍처를 중심으로 설계되었습니다. 이더넷 아키텍처는 데이터 패킷이 연결된 장치 간에 정확하게 전송 및 수신되도록 합니다.
이더넷 스위치 및 어댑터는 장치 간 연결을 제공하는 이더넷 네트워크 아키텍처에서 매우 중요합니다. 이더넷 스위치는 여러 장치를 연결하여 네트워크를 형성합니다. 데이터 충돌을 줄이고 네트워크 정체를 방지하는 데 도움이 됩니다. 이더넷 어댑터(네트워크 인터페이스 카드 또는 NIC라고도 함)는 컴퓨터 및 기타 장치를 이더넷 네트워크에 연결하는 데 사용되는 장치입니다. 디지털 신호를 웹을 통해 전송할 수 있는 전기 신호로 변환합니다.
이더넷 프로토콜은 이더넷 네트워크를 통한 통신을 관리하는 규칙 및 절차입니다. 이더넷 통신은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.3 이더넷 네트워킹 표준을 기반으로 합니다. IEEE는 이더넷 프로토콜 및 인터페이스 하드웨어에 대한 사양을 개발하기 위한 프레임워크를 제공합니다. 이더넷 표준의 결과는 서로 다른 제조업체의 네트워킹 장비 및 장치가 통신할 수 있도록 합니다.
이더넷 기술의 최신 개발은 25기가비트 이더넷(25GbE)으로 알려져 있습니다. 이 기술은 단일 연결을 사용하여 초당 25기가비트(Gbps)로 데이터를 전송합니다. 대역폭 수요가 계속 증가하는 차세대 데이터 센터 환경을 지원하도록 설계되었습니다.
이더넷 기술은 10년대 초 1980Mbps 이더넷에서 최신 반복인 400GB 이더넷에 이르기까지 처음부터 엄청나게 발전했습니다. 견고하고 확장 가능한 아키텍처를 갖춘 이더넷은 빠르고 안정적이며 경제적인 통신을 가능하게 하는 대부분의 네트워크의 백본입니다.
InfiniBand 및 이더넷은 컴퓨터 산업에서 널리 사용되는 두 가지 고급 네트워킹 기술입니다. InfiniBand는 서버 클러스터, 데이터 센터 및 고성능 컴퓨팅 환경을 위한 고속, 저지연 상호 연결 기술입니다. 반면에 이더넷은 가정 및 사무실 네트워킹, 네트워크 스토리지 및 데이터 센터 네트워킹을 비롯한 많은 응용 프로그램을 지원하는 널리 사용되는 네트워킹 프로토콜입니다.
InfiniBand와 이더넷을 비교할 때 대기 시간은 두 기술 간의 가장 중요한 차이점 중 하나입니다. 대기 시간은 데이터가 네트워크 내에서 발신자에서 수신자로 이동하는 시간을 나타냅니다. InfiniBand는 왕복 대기 시간이 20~200마이크로초로 사용 가능한 모든 상호 연결 기술 중 대기 시간이 가장 낮습니다. 이더넷은 XNUMX에서 XNUMX마이크로초 범위의 왕복 대기 시간으로 대기 시간이 더 높습니다.
InfiniBand는 또한 이더넷에 비해 상당한 성능 이점이 있습니다. InfiniBand는 최대 200Gb/s의 더 높은 데이터 전송 속도를 제공할 수 있으며 현재 사용 가능한 가장 빠른 이더넷 이더넷 속도는 100Gb/s입니다. 또한 InfiniBand는 RDMA(Remote Direct Memory Access)를 지원하여 CPU를 사용하지 않고 서버 메모리 간에 직접 데이터를 전송할 수 있습니다. 이것은 네트워크 프로토콜 처리의 필요성을 제거하고 더 높은 성능으로 이어집니다. 이더넷은 RDMA를 지원하지 않으며 CPU가 데이터 전송에 관여하므로 성능 수준이 낮아집니다.
확장성은 InfiniBand와 이더넷을 비교하는 또 다른 중요한 요소입니다. InfiniBand는 확장성이 뛰어나 대규모 서버 클러스터 및 고성능 컴퓨팅 애플리케이션에 이상적인 선택입니다. InfiniBand의 확장성은 수백만 개의 노드를 지원할 수 있는 스위치 기반 패브릭 아키텍처를 사용하여 달성되므로 네트워크 성장에 따라 원활하게 확장할 수 있습니다. 반면에 이더넷은 공유 매체 특성으로 인해 고유한 확장성 제한이 있습니다. 결과적으로 이더넷은 소규모 네트워크에 가장 적합하며 웹이 커짐에 따라 성능이 저하될 수 있습니다.
InfiniBand 및 Ethernet은 고유한 장점에 따라 다양한 애플리케이션에 사용됩니다. InfiniBand는 과학 시뮬레이션, 게놈 시퀀싱, 금융 분석과 같이 짧은 대기 시간과 고대역폭 연결이 필요한 고성능 컴퓨팅 및 데이터 센터 애플리케이션에 이상적입니다. 이더넷은 일반적으로 사무실 및 홈 네트워킹, 네트워크 스토리지 시스템 및 인터넷 연결에 사용됩니다. 이더넷은 고성능 연결이 필요하지 않은 소규모 데이터 센터 애플리케이션에도 적합합니다.
최근 몇 년 동안 서버 산업의 추세는 이더넷을 사용하는 경향이 있습니다. 이더넷은 다양한 응용 프로그램에서 보다 광범위하게 채택되고 신뢰성이 입증되었습니다. 반대로 InfiniBand는 고성능과 짧은 대기 시간이 필요한 특수 애플리케이션에 주로 사용됩니다. 그러나 InfiniBand는 새로운 AI/ML 애플리케이션의 출현과 고성능 컴퓨팅에 대한 수요로 인해 새로운 관심을 받고 있습니다. InfiniBand 및 이더넷의 미래는 이러한 응용 프로그램 및 기타 새로운 응용 프로그램뿐만 아니라 최대 800Gb/까지 증가된 대역폭 수준으로 이더넷을 제공할 수 있는 Light Peak 기술의 사용과 같은 새로운 기술의 개발에 의해 영향을 받을 가능성이 높습니다. 에스.
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인공 지능(AI)은 최근 몇 년 동안 데이터 센터 네트워킹에서 점점 더 중요한 측면이 되었습니다. 이더넷은 오랫동안 데이터 센터 네트워킹의 표준이었지만 InfiniBand는 강력하고 특히 고성능 컴퓨팅(HPC) 및 AI 워크로드에 적합한 대안으로 부상했습니다.
InfiniBand는 초기에 HPC 클러스터용으로 설계된 고속 네트워킹 기술입니다. 짧은 대기 시간, 고대역폭 기능으로 인해 최근 몇 년 동안 AI 워크로드에 대한 인기가 높아지고 있습니다. InfiniBand는 HPC 및 AI 워크로드의 필수 구성 요소인 병렬 컴퓨팅에 특히 적합합니다.
이더넷은 데이터 센터에서 사용되는 전통적인 네트워킹 기술입니다. 엔터프라이즈 환경에 널리 배포되는 저비용 고대역폭 기술입니다. 이더넷은 InfiniBand보다 느린 속도로 작동하지만 여전히 대부분의 데이터 센터 워크로드를 처리할 수 있습니다.
데이터 센터 네트워크 아키텍처는 일반적으로 코어, 분산 및 액세스 계층으로 구성됩니다. 코어 레이어는 데이터 센터의 모든 장치에 고속 연결을 제공하고 분산 레이어는 코어와 액세스 레이어 간의 연결을 제공합니다. 액세스 계층은 최종 사용자 장치가 네트워크에 연결되는 곳입니다. 이더넷은 데이터 센터 네트워크 아키텍처의 모든 계층에서 널리 사용됩니다.
HPC 워크로드와 관련하여 InfiniBand는 이더넷보다 몇 가지 장점이 있습니다. 무엇보다도 InfiniBand는 이더넷보다 대기 시간이 훨씬 짧습니다. 이는 빠른 노드 간 통신이 필요한 HPC 워크로드에 매우 중요합니다. InfiniBand는 또한 이더넷보다 높은 대역폭을 제공하므로 노드 간에 대량의 데이터를 전송해야 하는 HPC 애플리케이션에 매우 적합합니다.
AI 워크로드는 대량의 데이터를 빠르고 정확하게 처리하기 위해 고성능 컴퓨팅 리소스에 의존합니다. InfiniBand는 대기 시간이 짧고 대역폭이 높기 때문에 AI 워크로드에 특히 적합합니다. 분산 컴퓨팅이 필요한 AI 모델에 필수적인 클러스터의 노드 간에 대량의 데이터를 빠르게 전송할 수 있습니다.
InfiniBand HDR(High Data Rate)은 최신 버전의 InfiniBand 기술로 이전 버전보다 훨씬 빠른 속도를 제공합니다. HDR은 포트 속도당 최대 200Gbps를 제공하므로 고대역폭과 짧은 대기 시간이 필요한 AI 워크로드에 이상적인 선택입니다. 200G InfiniBand는 HDR 기능을 기반으로 하는 새로운 기술로, AI 및 HPC 워크로드에 더 빠른 속도와 더 짧은 대기 시간을 제공합니다.
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네트워크 프로토콜 및 어댑터는 복잡한 네트워크에서 효과적인 통신 및 데이터 전송을 가능하게 합니다. InfiniBand의 경우 네트워크 어댑터는 서버와 네트워크 패브릭 간의 고속 연결을 제공합니다. InfiniBand 아키텍처는 HCA(호스트 채널 어댑터), TCA(대상 채널 어댑터) 및 SCA(스위치 채널 어댑터)를 비롯한 다양한 어댑터 기술을 지원합니다. 이러한 각 어댑터 유형은 네트워크 내의 서로 다른 구성 요소 간의 통신 및 데이터 전송을 용이하게 하는 고유한 역할을 합니다.
마찬가지로 이더넷에서 네트워크 어댑터는 네트워크와 컴퓨팅 시스템 간의 인터페이스 역할을 합니다. 네트워크 인터페이스 카드(NIC)로 알려진 이더넷 어댑터는 고속 데이터 전송을 지원하면서 서버와 네트워크 인프라 간의 연결을 제공합니다. 이더넷 어댑터는 구리 기반, 광섬유 기반 및 무선을 포함하여 다양한 형태로 제공되며 다중 대역폭 옵션을 제공합니다.
InfiniBand 및 이더넷은 네트워크 프로토콜을 활용하여 고유한 애플리케이션 요구 사항을 충족합니다. InfiniBand는 IBA(InfiniBand 아키텍처)라고 하는 대기 시간이 짧은 고속 프로토콜을 사용합니다. IBA는 대용량 데이터를 효율적으로 전송하기 위한 것으로 고속, 저지연 통신이 필요한 HPC 환경에 이상적인 선택입니다.
반면 이더넷은 TCP(전송 제어 프로토콜)/IP(인터넷 프로토콜) 제품군을 사용하여 네트워크 연결 및 데이터 전송을 제공합니다. TCP/IP는 다양한 애플리케이션 환경과 호환되는 널리 채택된 프로토콜입니다. 이더넷은 UDP(User Datagram Protocol) 및 IPSec(Internet Protocol Security)과 같은 프로토콜도 지원합니다.
이더넷 스위치 및 InfiniBand 스위치는 컴퓨팅 리소스, 스토리지 시스템 및 기타 네트워크 구성 요소 간의 통신을 가능하게 하는 네트워크 장치입니다. 그러나 두 스위치 모두 동일한 기본 작업을 수행하지만 기본 아키텍처와 기능은 크게 다릅니다.
이더넷 스위치는 최종 사용자 장치 및 서버에 대한 연결을 제공하도록 설계되어 엔터프라이즈급 네트워킹에 이상적입니다. 이더넷 스위치는 OSI 모델의 네트워킹 계층에서 작동합니다. 즉, IP 기반 프로토콜을 사용하여 네트워크 장치 간의 통신을 설정합니다.
이와 대조적으로 InfiniBand 스위치는 HPC 클러스터 간에 지연 시간이 짧은 고성능 연결을 제공하도록 설계되어 데이터 센터 및 슈퍼컴퓨팅 환경에 이상적입니다. InfiniBand 스위치는 OSI 모델의 데이터 링크 계층에서 작동합니다. 즉, 이더넷 스위치보다 낮은 수준의 프로토콜을 사용합니다. 이를 통해 이더넷 스위치보다 더 빠른 전송 속도와 더 낮은 대기 시간을 제공할 수 있습니다.
InfiniBand는 다양한 네트워크 어댑터 기술을 지원하며 각 기술은 네트워크 구성 요소 간의 빠르고 효율적인 통신을 지원하는 데 고유한 역할을 합니다. HCA(호스트 채널 어댑터)는 다음을 통해 서버를 InfiniBand 네트워크에 연결합니다. PCIe 인터페이스. TCA(대상 채널 어댑터)는 스토리지 장치에 대한 연결을 제공하고, SCA(스위치 채널 어댑터)는 스위치와 라우터를 네트워크에 연결합니다.
InfiniBand는 네트워크 애플리케이션이 운영 체제의 프로토콜 스택을 거치지 않고 원격 저장 장치의 데이터에 액세스할 수 있게 해주는 기술인 RDMA(Remote Direct Memory Access)도 지원합니다. RDMA는 더 빠른 데이터 전송을 촉진하고 CPU 오버헤드를 줄여 InfiniBand의 고성능 아키텍처의 필수 구성 요소가 됩니다.
상호 연결 기술로서 InfiniBand 및 이더넷의 이점은 사용되는 애플리케이션 환경에 따라 크게 달라집니다. InfiniBand의 지연 시간이 짧은 고속 아키텍처는 많은 컴퓨팅 요소 간에 빠르고 효율적인 통신이 필요한 데이터 센터 및 HPC 애플리케이션에 이상적입니다.
대조적으로 이더넷의 유비쿼터스 특성은 대부분의 기업 수준 네트워크 환경에서 선호되는 선택입니다. 이더넷의 유연성과 확장성은 다양한 워크로드의 균형을 맞추는 클라우드 기반 애플리케이션 및 데이터 센터 인프라에 이상적인 선택입니다.
고속 데이터 전송에 대한 수요가 계속 급증함에 따라 네트워크 상호 연결 기술의 발전이 점점 더 필요해지고 있습니다. 이더넷의 400기가비트 이더넷(GbE)과 같은 새로운 프로토콜의 등장으로 그 어느 때보다 높은 처리량을 제공하여 데이터 센터 효율성과 처리 능력이 크게 향상되었습니다.
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A: InfiniBand와 이더넷은 네트워크 기술이지만 몇 가지 중요한 차이점이 있습니다. 이더넷은 오랫동안 존재해 온 널리 사용되는 네트워킹 표준인 반면, InfiniBand는 짧은 대기 시간과 고대역폭 통신을 제공하도록 특별히 설계된 고속 네트워크 기술입니다.
A: InfiniBand는 기존 이더넷에 비해 훨씬 더 빠른 속도를 제공할 수 있습니다. 이더넷은 일반적으로 1Gbps, 10Gbps 또는 100Gbps의 속도로 작동하지만 InfiniBand는 최대 200Gbps 이상의 속도를 제공할 수 있습니다.
A: InfiniBand는 이더넷에 비해 몇 가지 장점이 있습니다. 낮은 대기 시간, 더 높은 대역폭 및 더 나은 확장성을 제공하여 고성능 컴퓨팅 환경에 적합합니다. InfiniBand는 RDMA(원격 직접 메모리 액세스)도 지원하므로 CPU를 사용하지 않고도 시스템 간에 데이터를 전송할 수 있습니다.
A: 예, InfiniBand는 개방형 표준입니다. 기술 산업의 회사로 구성된 IBTA(InfiniBand Trade Association)에서 개발 및 유지 관리합니다.
A: 예, InfiniBand와 이더넷은 동일한 네트워크에서 공존할 수 있습니다. 많은 최신 데이터 센터는 두 가지 기술을 모두 사용하여 성능을 최적화하고 다양한 네트워킹 요구 사항을 충족합니다.
A: 예, 10BASE-T, 100BASE-TX 및 1000BASE-T와 같은 다양한 유형의 이더넷이 있습니다. 이는 이더넷 기술의 다양한 버전과 속도를 나타냅니다.
A: InfiniBand HDR(High Data Rate)은 InfiniBand 표준의 최신 버전입니다. 이전 세대에 비해 훨씬 더 빠른 속도와 향상된 성능을 제공합니다.
A: InfiniBand는 스위치 기반이며 이더넷과 다른 패킷 처리 메커니즘을 사용합니다. InfiniBand는 원격 직접 메모리 액세스(RDMA)를 사용하여 시스템 간에 직접 데이터를 전송하는 반면 이더넷은 기존의 패킷 교환 방식에 의존합니다.
A: 많은 지능형 장치는 상호 연결 및 통신을 위해 이더넷에 의존합니다. 이더넷은 다양한 기기와 응용 프로그램을 지원하는 널리 사용되고 잘 확립된 네트워킹 기술입니다.
A: InfiniBand는 높은 대역폭과 짧은 대기 시간을 제공하여 네트워크 안정성을 향상시킬 수 있습니다. 빠른 속도와 RDMA와 같은 고급 기능을 갖춘 InfiniBand는 네트워크 정체를 줄이고 전체 시스템 성능을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다.
