解析RDMA 网卡两种协议： iWARP 和 RoCE

　　传统模式与RDMA模式工作机制对比

　　在传统模式下，两台服务器上的应用之间传输数据，过程是这样的：

• 首先要把数据从应用缓存拷贝到Kernel中的TCP协议栈缓存；
• 然后再拷贝到驱动层；
• ***拷贝到网卡缓存。

　　多次内存拷贝需要CPU多次介入，导致处理延时大，达到数十微秒。同时整个过程中CPU过多参与，大量消耗CPU性能，影响正常的数据计算。

　　在RDMA 模式下，应用数据可以绕过Kernel协议栈直接向网卡写数据，带来的显著好处有：

• 处理延时由数十微秒降低到1微秒内；
• 整个过程几乎不需要CPU参与，节省性能；
• 传输带宽更高。

　　RDMA对于网络的诉求

　　RDMA在高性能计算、大数据分析、IO高并发等场景中应用越来越广泛。诸如iSICI, SAN, Ceph, MPI, Hadoop, Spark, Tensorflow等应用软件都开始部署RDMA技术。而对于支撑端到端传输的基础网络而言，低延时（微秒级）、无损（lossless）则是最重要的指标。

　　低延时：

　　网络转发延时主要产生在设备节点（这里忽略了光电传输延时和数据串行延时），设备转发延时包括以下三部分：

• 存储转发延时：芯片转发流水线处理延迟，每个hop会产生1微秒左右的芯片处理延时（业界也有尝试使用Cut-through模式，单跳延迟可以降低到0.3微秒左右）；
• Buffer缓存延时：当网络拥塞时，报文会被缓存起来等待转发。这时Buffer越大，缓存报文的时间就越长，产生的时延也会更高。对于RDMA网络，Buffer并不是越大越好，需要合理选择；
• 重传延时：在RDMA网络里会有其他技术保证不丢包，这部分不做分析。

　　无损：

　　RDMA在无损状态下可以满速率传输，而一旦发生丢包重传，性能会急剧下降。在传统网络模式下，要想实现不丢包最主要的手段就是依赖大缓存，但如前文所说，这又与低延时矛盾了。因此，在RDMA网络环境中，需要实现的是较小Buffer下的不丢包。

　　在这个限制条件下，RDMA实现无损主要是依赖基于PFC和ECN的网络流控技术。

　　RDMA无损网络的关键技术：PFC

　　PFC（Priority-based Flow Control），基于优先级的流量控制。是一种基于队列的反压机制，通过发送Pause帧通知上游设备暂停发包来防止缓存溢出丢包。