Современные центры обработки данных сталкиваются с постоянно растущими требованиями к пропускной способности и задержкам сетевой инфраструктуры. Традиционные протоколы передачи данных, основанные на стеке TCP/IP, создают значительную нагрузку на центральные процессоры серверов: при достижении полосы пропускания 25 Гбит/с около 50% вычислительных ресурсов CPU расходуется исключительно на обработку сетевого трафика. Это приводит к снижению эффективности работы приложений и ограничивает масштабируемость вычислительных кластеров, особенно критичную для задач искусственного интеллекта и машинного обучения.
Технология удаленного прямого доступа к памяти (Remote Direct Memory Access, RDMA) предлагает принципиально иное решение. В отличие от традиционного подхода, при котором данные проходят через операционную систему и процессор, RDMA обеспечивает прямой доступ к памяти удаленного компьютера, минуя центральный процессор и исключая промежуточное копирование данных. Это позволяет снизить задержки передачи данных до значений менее 1 микросекунды, а загрузку CPU – до менее 5%, что особенно актуально для высоконагруженных инфраструктур.
Российский производитель телекоммуникационного оборудования QTECH реализовал поддержку второй версии протокола RDMA over Converged Ethernet (RoCEv2) в своих флагманских коммутаторах уровня ЦОД серий QSW-6900 и QSW-6700. Данное решение открывает новые возможности для создания высокопроизводительных сетей хранения и вычислительных кластеров на базе стандартного Ethernet, предлагая альтернативу дорогостоящим специализированным решениям.
Архитектурные особенности реализации RoCEv2
В основе технологии RoCEv2 лежит принцип безбуферной передачи данных с возможностью управления перегрузками и предотвращения потерь пакетов. Для достижения этих целей коммутаторы QTECH серий QSW-6900 и QSW-6700 используют комплексный набор механизмов, включающих приоритетное управление потоком (Priority Flow Control, PFC), явное уведомление о перегрузках (Explicit Congestion Notification, ECN) и расширенные алгоритмы управления очередями.
Критически важным элементом настройки RoCEv2 является корректное конфигурирование механизмов качества обслуживания (Quality of Service, QoS). Рекомендуется выделять два класса трафика: собственно трафик RDMA-данных (обычно приоритет 5) и управляющий трафик (приоритет 6), обеспечивая их приоритетную обработку по сравнению с обычным TCP-трафиком. Для этого используются политики классификации трафика на основе DSCP-меток с выделением порта 4791, стандартного для протоколов RoCEv2.
Управление буферизацией в коммутаторах реализовано с использованием механизма MMU (Memory Management Unit), который позволяет задавать пороговые значения заполнения буферов и сигнализировать о наступлении перегрузок. Рекомендуемые параметры конфигурации предусматривают настройку головного буфера (headroom) для приоритетных групп, обеспечивающую эффективную работу PFC в условиях интенсивного сетевого обмена.
Технические характеристики и возможности серий
Серии QSW-6900 и QSW-6700 представляют собой высокопроизводительные коммутаторы, разработанные специально для применения в центрах обработки данных и облачных инфраструктурах. Все модели серии QSW-6900 имеют исполнение в форм-факторе 1U и предлагают различные конфигурации портов для решения разнообразных задач.
Модель QSW-6900-56LF оснащена 48 портами 10GbE SFP+ и 8 портами 100GbE QSFP28, что делает ее оптимальным выбором для подключения серверов с умеренными требованиями к пропускной способности, но с возможностью организации высокоскоростных аплинков. Коммутационная емкость данной модели составляет 4.0 Тбит/с, а пропускная способность достигает 2000 Мпак/с.
Модель QSW-6900-56F предоставляет 48 портов 25GbE SFP28 и 8 портов 100GbE QSFP28, обеспечивая более высокую скорость подключения серверов при сохранении того же числа высокоскоростных восходящих каналов. Данная конфигурация особенно востребована в средах, где требуется баланс между производительностью серверного доступа и экономической эффективностью.
Модель QSW-6900-32H предлагает максимальную плотность портов: 32 порта 100GbE QSFP28 с возможностью работы как на скорости 100 Гбит/с, так и в режиме совместимости с 40 Гбит/с. Коммутационная емкость данной модели в пике достигает 12.8 Тбит/с.
Модель QSW-6700 представляет собой решение с поддержкой 8 или 32 портов 100GbE QSFP28 , обеспечивая масштабируемость сетевой фабрики для крупных центров обработки данных с возможностью использования в качестве как агрегирующих (Spine), так и распределительных (Leaf) коммутаторов.
Все модели серий QSW-6900 и QSW-6700 поддерживают технологию виртуализации VSU (Virtual Switching Unit), позволяющую объединять до двух коммутаторов в единое логическое устройство для упрощения управления и повышения отказоустойчивости. Переключение при отказе соединения происходит за время от 50 до 200 мс, что критически важно для обеспечения непрерывной работы бизнес-приложений.
Практические аспекты внедрения и конфигурации
Реализация RoCEv2 в сетях ЦОД требует комплексного подхода к настройке как сетевого оборудования, так и серверных компонентов. В официальной документации QTECH приводятся примеры конфигурации, включающие следующие ключевые этапы:
Настройка механизмов очередей
Рекомендуется использовать гибридный режим планирования SP+DRR (Strict Priority + Deficit Round Robin), обеспечивающий приоритетную обработку критичных классов трафика при сохранении справедливого распределения полосы пропускания для остальных потоков. Веса очередей подбираются в зависимости от конкретного профиля нагрузки.
Классификация RoCEv2-трафика
Трафик протокола идентифицируется по UDP-порту 4791. Для корректной обработки необходимо создать ACL-правила, сопоставляющие данный трафик с соответствующими очередями и устанавливающие требуемые значения DSCP-меток.
Включение механизма PFC
Priority Flow Control активируется на интерфейсах, через которые передается RDMA-трафик, с выделением отдельных приоритетных групп для управления потоком. При правильной настройке PFC позволяет предотвратить потерю пакетов при перегрузках без остановки всего трафика.
В международной практике технологии RDMA over Converged Ethernet (RoCE) и iWARP активно применяются для ускорения работы научных вычислений и высокопроизводительных кластеров. Опыт Национального центра энергетических исследований (NERSC) в США показывает, что использование RoCE позволяет увеличить базовую скорость передачи данных на 100% и снизить нестабильность сети, связанную с перегрузками. Центр перешел на эту технологию в 2025 году, сочтя ее оптимальным решением благодаря открытости стандарта Ethernet и возможности выбора решений от различных поставщиков.
Преимущества для российских заказчиков
В условиях активного импортозамещения и перехода на отечественное оборудование коммутаторы QTECH серий QSW-6900 и QSW-6700 предоставляют российским предприятиям возможность строить современные высокопроизводительные центры обработки данных без зависимости от иностранных вендоров. Появление поддержки RoCEv2 в этих устройствах позволяет реализовывать конфигурации сетей хранения данных (SAN) и вычислительных кластеров на единой Ethernet-инфраструктуре.
Технология RDMA находит применение в следующих сценариях:
- Высоконагруженные базы данных.
Прямой доступ к памяти позволяет снизить задержки при выполнении транзакций и обработке запросов. - Искусственный интеллект и машинное обучение.
Для обучения нейросетей требуется передача больших объемов данных между вычислительными узлами, причем эффективность этой передачи критически влияет на общую производительность. - Системы видеонаблюдения и мультимедиа.
При передаче видеопотоков высокого разрешения важна минимизация задержек и снижение нагрузки на CPU. - Виртуализация и облачные вычисления.
RDMA повышает эффективность работы виртуальных машин и контейнеров, снижая накладные расходы на сетевой обмен.
Использование отечественных коммутаторов в сочетании с современными протоколами передачи данных позволяет достичь уровня производительности, сопоставимого с оборудованием лучших мировых брендов.
Ответы на частые вопросы RoCEv2
RoCEv2 позволяет передавать данные напрямую между памятью серверов, минуя процессор и ОС. Обычный Ethernet требует участия процессора в обработке каждого пакета. RoCEv2 дает значительно меньшие задержки и нагрузку на CPU.
Серверы с сетевыми адаптерами, поддерживающими RoCEv2 (например, Mellanox ConnectX), и коммутаторы с поддержкой протокола. Коммутаторы QTECH серий QSW-6700 и QSW-6900 полностью соответствуют этим требованиям.
Настройка требует определенных знаний о работе протокола и QoS. QTECH предоставляет подробную документацию и примеры конфигураций. Специалисты компании «Кванта» помогут с внедрением и настройкой оборудования.
Да. QTECH - российский производитель. Оборудование включено в реестр отечественной продукции. Это делает его предпочтительным для государственных и корпоративных заказчиков.
Компания «Кванта» предлагает полный спектр услуг
Внедрение поддержки RoCEv2 в коммутаторы QTECH серий QSW-6900 и QSW-6700 является важным этапом в развитии российских решений для центров обработки данных. Технология удаленного прямого доступа к памяти открывает возможности для значительного повышения производительности сетевой инфраструктуры, снижения задержек и уменьшения нагрузки на процессоры серверов. Гибкость конфигураций и широкий модельный ряд позволяют подобрать оптимальное решение для различных задач: от небольших корпоративных ЦОД до масштабных облачных платформ и вычислительных кластеров.
Для заказчиков, планирующих модернизацию ИТ-инфраструктуры, внедрение оборудования с поддержкой RoCEv2 становится стратегическим шагом, позволяющим обеспечить высокую производительность приложений и эффективное использование вычислительных ресурсов. Использование отечественного оборудования QTECH дает дополнительное преимущество в виде соответствия требованиям импортозамещения и возможности получения квалифицированной технической поддержки на русском языке.
Компания «Кванта» является официальным партнером QTECH и предлагает полный спектр услуг по поставке, настройке и сопровождению оборудования серий QSW-6900 и QSW-6700. Наши специалисты помогут подобрать оптимальную конфигурацию с учетом текущих и перспективных задач вашего бизнеса, произведут монтаж и настройку оборудования, а также обеспечат его дальнейшую техническую поддержку. Внедряйте современные технологии вместе с «Квантой» – вашим надежным партнером в области системной интеграции.
Для консультации и расчёта стоимости оставьте заявку на сайте или позвоните менеджерам ООО «Кванта» в Кемерове.
Источник: https://www.qtech.ru/
