Mellanox kauft Voltaire – die Bedeutung für die Netzwerke im Überblick

Low-Latency-Adapter und schnellste Switches aus einer Hand

10.12.2010 | Autor / Redakteur: Dr. Franz-Joachim Kauffels / Andreas Donner

Der Voltaire Vantage 8500 – Core-Switch mit extrem geringer Latenz; Bild: Voltaire
Der Voltaire Vantage 8500 – Core-Switch mit extrem geringer Latenz; Bild: Voltaire

Am 1.12.2010 hat der Spezialist für ultralatenzarme Host-Adapter Mellanox den Hersteller der momentan schnellsten Switches auf dem Netzwerkmarkt, Voltaire, gekauft. Die wirtschaftlichen Einzelheiten der Übernahme passen in die Börsennachrichten. Doch, was dies für die Konstruktion ultra-latenzarmer Netze bedeutet, ist die spannende Frage für IP-Insider.

Anwendungs- oder systemorientierte Lasten, die auf einer verteilten Systemarchitektur bewältigt werden sollen, sind grundsätzlich empfindlich gegenüber zu hoher Latenz. Jede Transaktion einer solchen Workload spannt eine große Anzahl von Interaktionen zwischen den Stellen auf, an denen die Leistung erbracht wird. Im Extremfall können das Hunderte von virtuellen Maschinen und Speicherkomponenten sein. Einige Beispiele:

  • beim elektronischen Börsenhandel übernehmen Maschinen Marktdaten von anderen Maschinen, treffen aufgrund ihrer Algorithmen Kauf- oder Verkaufsentscheidungen und lassen diese von wieder anderen Maschinen ausführen. Selbst etwas vergleichsweise Langsames, wie der Goldpreis, schafft es, innerhalb einer Sekunde um mehr als 10 US-Dollar pro Feinunze zu springen. Beim Einkauf einer Tonne können Bruchteile dieser Sekunde daher bereits den Gegenwert eines Einfamilienhauses bedeuten.
  • In HPC-Systemen werden Tausende Server geclustert, um komplexe Berechnungen und Simulationen durchführen zu können.
  • In Web-basierten Cloud Anwendungen (oder sogar bei schlichten Suchvorgängen) können Workloads auf Tausenden dynamischer geclusterter Server laufen und mehrstufige Verarbeitungsmechanismen implementieren, die sich durch PetaBytes von Daten wühlen.

Moderne Unternehmen sind vielfach mit dem Web und den dortigen Dienstleistungen eng verwoben. Es ist ganz schlecht für den Netzwerker, wenn man ihm nachweisen kann, dass unerträgliche Antwortzeiten genau in dem durch ihn zu verantwortenden Netz entstehen.

Um die systemweite Antwortzeit zu verbessern, müssen Berechnungszeit und Netzlatenz minimiert werden. Bei üblichen Servern sind die Einflussmöglichkeiten aber eher gering. Hat man einen Server mit dichter und schneller Multicore-Architektur, dazu passenden Speichern und Caches sowie entsprechende periphere Kommunikationsmöglichkeiten unterstützt dieser Server eben eine bestimmte Anzahl von VMs und Transaktionen bis zu einer gewissen Grenze. War er von Anfang an optimal konfiguriert, kann man diese Grenze nur unwesentlich beeinflussen und neue Hardware muss her.

Der diskrete Charme der Virtualisierung ist aber, dass man die Leistung der – nennen wir es einmal – lokalen Cloud durch Hinzufügung neuer Hardware (Server und Speicher) praktisch beliebig steigern kann. Also liegt der „schwarze Peter“ wieder beim Netz.

Latenzminimierung

Um eine „Fabric-weite“ Latenzminimierung durchzuführen, muss die Latenz im Grunde genommen entlang folgender vier Achsen minimiert werden:

  • Reduktion der Latenz jedes einzelnen Knotens im Netz
  • Reduktion der Anzahl von Knoten, die zwischen Quelle und Ziel durchlaufen werden müssen
  • Eliminierung von Congestion
  • Reduktion der Latenz von Transportprotokollen

Es gibt eine Reihe latenzarmer Switches mit Schaltzeiten unterhalb einer Mikrosekunde, z.B. von Arista, Blade Networks (jetzt IBM) oder Juniper. Ein typisches gemeinsames Merkmal all dieser Switches ist die feste Portzahl.

Natürlich gibt es mittlerweile auch Core-Switches mit extrem geringer Latenz.

Nehmen wir das Modell Vantage 8500 von Voltaire. Dieser Hersteller hat sich schon seit vielen Jahren einen sehr guten Namen als Spezialist für InfiniBand-Lösungen gemacht. Natürlich wird hier IB auch weiterentwickelt, aber Voltaire sieht einen „Bedarf für erhöhte Qualität und Reaktionsfähigkeit bei Kunden, die bisher erhebliche Investitionen in Ethernet-Infrastrukturen getätigt haben“. Außerdem habe „das Ethernet im Laufe der Zeit eine Reihe von IB-Qualitäten gelernt“ und „sei in seiner konvergierten Form eine Alternative zu IB für diejenigen, die die absolute Leistungsspitze von IB nicht benötigen“.

weiter mit: Der Vantag 8500 IB-Switch im Detail

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