今天的IT主管,难免遇到员工不断向你抱怨网速慢、客户投诉在线服务系统故障频发等问题。对于成长期的企业,往往会更加重视IT架构的“弹性”,却忽略了服务器网络I/O性能瓶颈,殊不知这才是问题的根源。
目前,网络基础设施正从快速以太网(100Mbps)向千兆以太网(GbE),甚至万兆以太网(10GbE)迅速迁移,网络数据处理需求正逐渐超越服务器网络支撑能力,而且随着网络通信和交易处理工作负载的与日俱增,差距越拉越大。很多时候,你会发现不管怎么升级网络设备,都不能真正改善你的网络性能。
症结所在
其实,该差距的出现,与目前网络通讯中广泛使用的TCP/IP有关。这项技术发明于20世纪七十年代,核心部分至今并无本质变化。然而,近年来,高速率、高性能网络系统的广泛应用,对此协议提出了前所未有的挑战。TCP/IP本身的局限性,逐渐成为阻碍服务器处理网络数据包效率的瓶颈。局限技术主要包括:数据一次只能移动一步;要求每个数据包都包含一段至少20个字节的包头等。
网络数据包处理过程中,所产生严重的延迟来自系统开销、数据移动(内存存取)等。特别是面对网络带宽、处理器速度与内存带宽三者的严重“不匹配性”,更造成了网络延迟效应的加剧。处理器速度比内存速度快得越多,等待相应数据的延迟就越多。而且,处理每一数据包时,数据必须在系统内存、处理器缓存和网络控制器缓存之间来回移动,因此延迟并不是一次性的,而是会对系统性能持续产生负面影响。
这正是服务器网络带宽提高10倍,但网络性能仍不见明显改善的症结所在。
尚需完善
针对这一问题,目前业界有三种解决方案:即TCP/IP卸载引擎(TOE)、远程直接内存存取(RDMA)和TCP加载引擎技术(TCP Onload Engine)。但是这些方案也都有各自的优缺点。
TCP卸载引擎通过专用I/O处理器来处理相关协议计算,以减轻系统负载,但它需要配合理想环境才能取得更好的效果。而RDMA技术虽然能够将数据有效载荷直接存放到目标系统的指定位置,但实施工程好大、成本高昂、安全性欠佳,应用局限性大。TCP加载引擎仍占用系统主处理器资源。

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