تحديثات مجموعات عمل اتحاد UItra Ethernet

الاتجاهات البحثية لاتحاد UItra Ethernet

يلتزم اتحاد UItra Ethernet بتحسين تقنية Ethernet من الطبقة المادية وطبقة الارتباط وطبقة النقل وطبقة البرامج. على أساس التوافق مع نظام إيثرنت البيئي الحالي، فإنه يعمل على تحسين أداء إعادة توجيه إيثرنت ويلتزم بتحسين بروتوكولات اتصال إيثرنت وواجهة برنامج التطبيق. كما أنه يعمل على تحسين التخزين والإدارة وهيكل الأمان وقدرات القياس عن بعد، بحيث يمكن لتقنية UItra Ethernet تلبية احتياجات الشبكة من الذكاء الاصطناعي والحوسبة عالية الأداء.

لقد حدد اتحاد Ultra Ethernet نوع الشبكة التي يجب التركيز عليها كشبكة Type2 (شبكة النهاية الخلفية) ولا يعارض استخدامها في شبكة Type1 (شبكة الواجهة الأمامية)، ولكنه لن يقلل من أداء شبكة Type2 لأن فإنه يحتاج إلى التكيف مع Type1.

شبكات النوع 1 والنوع 2

تحدد UEC مقاييس الأداء لكل نوع من أنواع الشبكة

مجموعات عمل UEC

أنشأت UEC في البداية أربع مجموعات عمل، وهي الطبقة المادية، وطبقة الارتباط، وطبقة النقل، ومجموعات عمل طبقة البرمجيات، والتي حققت نتائج رائعة. في الآونة الأخيرة، تم إنشاء مجموعات عمل للتخزين والإدارة والتوافق والاختبار والأداء وتصحيح الأخطاء وبدأت العمل للتو. يوضح الشكل أدناه مجموعات عمل UEC:

مجموعات العمل الأربعة التابعة لـ UEC

مجموعة عمل الطبقة المادية

تلتزم مجموعة عمل الطبقة المادية بتحسين الأداء المادي وتقليل زمن الوصول وتحسين إدارة البنية التحتية المادية لشبكة Ethernet. ويتضمن تطوير مواصفات الطبقة المادية لشبكة Ethernet وخصائص الإشارة الكهربائية والضوئية وواجهات التطبيقات وهياكل البيانات. هدفها هو جعل الأساس أقوى والتأكد من قدرة Ethernet على تلبية المتطلبات الصارمة لـ Al وHPC. تلتزم مجموعة عمل الطبقة المادية الحالية بصياغة مواصفات PHY لـ 100G/Lane و200G/Lane وقد حددت نوع وسائط 100G/Lane ومعدل ونوع PHY المعتمدين. سيتم تحديد مواصفات 200G/Lane بعد موافقة IEEE P802.3djis.

قدمت مجموعة عمل الطبقة المادية عدة مفاهيم جديدة للتنبؤ بجودة الارتباط: UCR (نسبة كلمات التشفير غير القابلة للتصحيح)، MTBPE (متوسط ​​الوقت بين أخطاء PHY)، وMTTFPA (متوسط ​​الوقت لقبول الحزمة الخاطئة)، المخصص للتنبؤ وقياس المادية جودة رابط الطبقة بشكل أكثر دقة.

مجموعة عمل طبقة الارتباط

تلتزم مجموعة عمل طبقة الارتباط بتحسين موثوقية وكفاءة نقل طبقة الارتباط وتحسين قدرات القياس عن بعد لطبقة الارتباط.

الاتجاهات البحثية الرئيسية لطبقة الارتباط هي:

موثوقية طبقة الارتباط:

أضف طبقة فرعية LLR إلى طبقة الارتباط، الموجودة بين الطبقات الفرعية LLC وMAC CONTROL، لإعادة إرسال حزمة الأخطاء من طرف إلى طرف في طبقة الارتباط.

التحكم في التدفق على أساس الائتمان:

يدعم آلية التحكم في التدفق المستندة إلى الائتمان من طرف إلى طرف في طبقة الارتباط لإدارة النقل غير المفقود للإطارات بين الروابط. يتم استخدام آلية CBFC (التحكم في التدفق القائم على الائتمان) لتحل محل التحكم في التدفق PFC. يرسل المتلقي بشكل دوري مساحة عازلة إلى النظير، ويرسل المرسل رسائل بناءً على أولوية الرسالة وحجم المخزن المؤقت. يمكن أيضًا استخدام مساحة المخزن المؤقت لاختيار التوجيه التكيفي.

التحكم في التدفق على أساس الائتمان

تحسين معدل الحزمة:

وهي ملتزمة بضغط رؤوس رسائل Ethernet لزيادة كفاءة نقل الإطار. أثناء التطور طويل المدى لشبكة إيثرنت، استمرت رؤوس الرسائل في التوسع، مما أدى إلى انخفاض كفاءة الإرسال نسبيًا. لا يتم استخدام العديد من المجالات في شبكات الحوسبة الذكية. لذلك، من الضروري ضغط رؤوس الرسائل وتحسين كفاءة نقل الإطار.

يجب أن تكون هناك علامة في رأس الرسالة للإشارة إلى ما إذا كانت الرسالة مضغوطة أم غير مضغوطة حتى تتواجد الرسالة المضغوطة والرسالة غير المضغوطة في الشبكة. يمكن للمرسل اختيار ما إذا كان سيتم ضغط الرسالة دون التأثير على الوظيفة الأصلية.

توجد حاليًا حلول متعددة لضغط رأس الرسالة، وهي قيد المناقشة.

تفاوض:

فهو يحدد طريقة التفاوض لمعلمات وخصائص طبقة الارتباط. تتطلب العديد من القدرات الجديدة في طبقة الارتباط، مثل LLR وCBFC وPRI، التفاوض لدعمها. الفكرة الرئيسية هي توسيع LLDP وإضافة UEC OUI للتفاوض حول إمكانيات طبقة الارتباط الجديدة بين الأجهزة.

مجموعة عمل طبقة النقل

تلتزم مجموعة عمل UET (طبقة النقل UEC) بتوسيع التطبيقات الأكثر تحديًا، ونقل الرسائل بشكل موثوق، ونقل البيانات بشكل آمن، وتجنب الازدحام في الشبكة. هدفها هو حل أوجه القصور في نقل RoCE وتوفير نقل فعال وموثوق وآمن على نطاق واسع. تصل نقطة نهاية النقل المستهدفة إلى 256,000 ويصل عدد العمليات المدعومة إلى 100,000,000.

تظهر الوحدات الرئيسية لـ UET في الشكل أدناه:

الوحدات الرئيسية لـ UET

يحتوي UET على ثلاث وحدات: تسليم الحزم، والأمن، وعلم الدلالة. وظائف كل وحدة هي كما يلي:

• الطبقة الفرعية لتسليم الحزم (PDS):

يحتوي نظام التوزيع العام على وحدتين: الموثوقية وإدارة الازدحام.

تحتاج وحدة الموثوقية إلى تغطية ثلاثة متطلبات رئيسية:

1. قابلية التوسع القصوى
2. نقل الرسائل بشكل منظم
3. نقل الرسائل غير مرتبة

تم تصميم وحدة الموثوقية بأربعة أوضاع لنقل الرسائل ويتم استخدام كل وضع لغرض محدد لتلبية سيناريوهات HPC وAl وML وسيناريوهات التطبيقات الأخرى. أوضاع إرسال الرسائل الأربعة هي:

موثوقة، التسليم المطلوب (ROD):

ينقل هذا الوضع الرسائل بالترتيب ويستخدم للتطبيقات التي تتطلب إرسالًا منظمًا للرسائل.

التسليم الموثوق وغير المنظم للعمليات (RUD):

يمكن لهذا الوضع إرسال الرسائل إلى الطبقة الدلالية مرة واحدة فقط، ولكنه يمكنه تحمل التسليم غير المنظم في الشبكة. تحتاج طبقة النقل الموثوقة إلى اكتشاف الرسائل المكررة للتأكد من إمكانية إرسال كل رسالة إلى الطبقة الدلالية مرة واحدة فقط.

التسليم الموثوق وغير المنظم للعمليات العاجزة (RUDI):

تم تحسين هذا الوضع لعمليات القراءة والكتابة لـ RDMA.

التسليم غير الموثوق به وغير المنظم (UUD):

يمكن أن تحمل الرسائل غير الموثوقة العديد من الدلالات الجديدة لـ UET. لا يحتاج مستخدمو UDD إلى نقل موثوق ويستخدمون طرق موثوقية أخرى.

لا تزال وحدة إدارة الازدحام قيد الدراسة، بما في ذلك إدارة الازدحام وموازنة التحميل، ويمكنها تنفيذ إدارة الازدحام بناءً على كل FEP. الجوهر هو التحكم في التدفق بناءً على رصيد المتلقي. يحدد التحكم في الازدحام حجم النافذة ومعدل الحقن. الهدف هو تقليل معدل الرسائل والحد منها لتجنب الازدحام في العقد المتوسطة ونقاط النهاية. تحدد موازنة تحميل المسار المسار الذي تختاره رسالة معينة، ويمكن استخدام ECMP لتحديد المسار.

• أمن النقل:

يعد أمن النقل أولوية قصوى في تصميم UET، مع تشفير ومصادقة اختياريين لجميع حمولات البيانات ومعظم رؤوس الإرسال.

• دلالات:

توفر الطبقة الدلالية UET أداءً عاليًا وعمليات قابلة للتطوير بشكل كبير، مما يتيح نشر Al المتخصص وHPC كامل الميزات.

الطبقة الدلالية هي الجسر بين برنامج المستخدم و PDS (طبقة تسليم الرسالة). تحدد الطبقة الدلالية سلسلة من
العمليات، مثل الإرسال والاستلام والكتابة والقراءة وما إلى ذلك. توفر الطبقة فرزًا اختياريًا، بما في ذلك العديد من البادئات الاختيارية وإمكانيات إعلام إكمال الهدف.

توفر الطبقة الدلالية واجهة برمجة تطبيقات للاتصال بدون اتصال ويجب أن تدعم أصلاً *CCL وMPI وOpenSHMEM وواجهات برمجة التطبيقات الأخرى.

مجموعة عمل طبقة البرمجيات

تعمل طبقة البرنامج على تعزيز الاعتماد السريع لـ UEC باستخدام واجهة برمجة تطبيقات libfabric كإطار عمل لمستوى البيانات من خلال التوافق مع مكتبات الاتصالات المختلفة المعتمدة حاليًا على نطاق واسع مثل *CCL وMPI وSHMEM. فهو يحدد التفاعل بين المسرعات المختلفة وFEP، بما في ذلك واجهات برمجة التطبيقات (API) للمسرعات ذات الصلة. وهو يحدد آليات مستوى التحكم ومستوى البيانات للمحولات وFEPs ومديري التجميع (AMs) للسماح بإمكانية التشغيل البيني بين موردي UEC المختلفين. إنه يعالج حاجة UEC لدعم ملفات تعريف حمل العمل المتعددة.

مجموعة عمل طبقة البرمجيات

يتضمن العمل الذي تحتاج طبقة البرنامج إلى القيام به من أجل INC ما يلي:

• حدد APL (باستخدام لغة C) باستخدام اتصالات مجموعة INC (libfabric).

• حدد آلية الاكتشاف لتأكيد INC المتوفرة offقدرات التحميل.

• حدد واجهة RPC التي تستخدمها هذه المكتبات للتواصل مع Aggregation Manager (AM). حدد واجهة RPC المستخدمة للاتصال بين AM ومحول UEC الذي يوفر موارد INC.

• ملحق OpenConfig لتكوين FEP لأجهزة الشبكة (التي تم تكوينها بواسطة AM) للاتصال الجماعي offالتحميل ومراقبة الأداء والأخطاء.

• سلوك أجهزة الشبكة المتوافقة مع INC مع ملفات تعريف متعددة الميزات. قم بتوجيه تطوير بروتوكولات نقل UEC بحيث يمكن تطبيق تقنية INC بسهولة على تنفيذ الأجهزة.