03.08.2018 (Doc Storage)
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Was können die Ethernet-Protokolle RoCE und iWARP?

Leserfrage: Es gibt zwei neue RDMA-Protokolle: »RDMA over Converged Ethernet« (RoCE) und iWARP (Internet Wide Area RDMA Protocol). Was können die? Und was sollte man als »normaler ITler« darüber wissen?

Antwort Doc Storage:

RoCE ist ein Protokoll, welches einen entfernten Zugriff über ein Ethernet-Netzwerk ermöglicht. Es gibt zwei Versionen, RoCE 1 und 2.

RoCE 1 ist ein Protokoll auf der niedrigsten Schicht (Typ 0x8915), also dem Ethernet-Link-Layer. Die Frame-Größe ist damit auf 1,5 KByte limitiert (9 KByte für Jumbo-Fames). Es erlaubt Kommunikation zwischen zwei Rechnern in derselben Ethernet-Broadcast-Domäne.

RoCE 2 findet auf der Internet-Schicht statt und kann geroutet werden, daher auch der manchmal gebrauchte Name RRCoE (Routable RoCE). Es läuft auf dem UDP/IPv4- oder -v6-Protokoll. Zwar nutzt RoCE die Vorteile eines konvergierten Netzes, kann allerdings auch auf »einfachen«, nicht konvergierten Netzen benutzt werden. Im Gegensatz zu Standard-UDP-Paketen, deren Reihenfolge beliebig ist, erfordert RoCE 2, dass Pakete derselben UDP-Quelle und desselben UDP-Zieles neu geordnet werden müssen, um in der richtigen Reihenfolge anzukommen. Die Unterstützung für RoCE steckt momentan noch in den Kinderschuhen beispielsweise unterstützt Linux ab dem Kernel 4.5 das Protokoll.

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iWARP ist eine Erweiterung dieser Funktionalitäten, um RDMA über Internet-Protokolle zu ermöglichen. Da es auf TCP und STCP aufsetzt, lässt es sich in einer Vielzahl von Umgebungen zum Einsatz bringen. Als Hauptbestandteil von iWARP fungiert das Direct-Data-Placement-Protokoll (DDP), welches allerdings den Transport der Daten dem unterliegenden TCP oder STCP überlässt. Somit findet dieser Transport über das RDMA-Protokoll statt.

Die Nutzer haben einige Kritikpunkte an RoCE gesammelt, beispielsweise eine fehlende Übersetzung zwischen den in RoCE 1 gebräuchlichen GIDs und MAC-Adressen. Moniert wird auch die fehlende Implementierung von VLANs oder der Einschränkung von RoCE-1-Übertragungen auf bestimmte Ports an Ethernet-Switchen.

Im Gegensatz zu RoCE, welche auf UDP aufsetzen, arbeitet iWARP auf TCP-Verbindungen. Die Speicheranforderungen bei einer hohen Anzahl an Verbindungen und andere Einschränkungen führen zu Skalierungsproblemen bei iWARP in größeren Umgebungen. Daneben ist Multicast in den RoCE-Definitionen hinterlegt, während es bei iWARP solche Funktionen vermissen lässt.

Aufgrund der fehlenden Reife und den noch bestehenden Problemen vor allem bei der Integration in bestehende Ethernet-Strukturen empfiehlt es sich, mit der Nutzung der entsprechenden Lösungen noch eine Zeit abzuwarten.

Gruß
Doc Storage

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