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InfiniBand与RDMA高性能网络实战

共计 30 章节

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高性能计算与数据中心对低延迟 · 高带宽网络的需求 · RDMA技术演进与InfiniBan…

课程导入高性能计算

网络基础回顾

TCP/IP协议栈的瓶颈 · 传统以太网与RDMA网络的差异 · 理解网络延迟

网络基础回顾TCP/IP

RDMA核心概念

RDMA是什么 · 三种主要实现（InfiniBand · RoCE

RDMA核心概念

InfiniBand架构详解

IB网络拓扑（Fat-Tree · Torus） · 节点结构（HCA

InfiniBand架构详解

子网管理器（Subnet Manager）

SM的作用 · OpenSM配置与运行 · 分区（Partition）机制

InfiniBand寻址与路由

LID · GID · GUID的概念

InfiniBand寻址

RDMA编程基础

Verbs API概览 · ibv_open_device · ibv_alloc_pd

RDMA编程基础

内存注册与内存窗口

ibv_reg_mr与内存注册机制 · 内存锁页与权限控制 · 内存窗口（MW）与绑定

内存注册内存窗口

队列对（QP）与完成队列（CQ）

QP类型（RC · UC · UD

Send/Recv操作实战

编写第一个RDMA程序 · 实现双向消息传递 · 理解WR的sge（Scatter-G…

Send/Recv操作实战

RDMA Read/Write操作实战

实现远程内存直接读写 · 对比Send/Recv与Read/W… · 处理远程地址与RKey

RDMA原子操作

原子比较交换（CAS）与原子取加（F… · 实现分布式锁与计数器 · 原子操作的硬件支持与限制

RDMA原子操作

建立QP连接的三种方式（RTS · XRC · 动态连接）

RDMA性能调优

影响性能的因素（MTU · 队列深度 · 突发大小

RDMA性能调优

RoCE与iWARP实战

RoCEv1/v2配置与部署 · PFC与ECN流控 · iWARP软件栈

InfiniBand网络管理

使用ibstat · ibstatus · ibdiagnet等工具监控网络健康

InfiniBand网络管理

多路径与负载均衡

LMC（LID Mask Contr… · 自适应路由（AR） · 交换机端口配置

多路径负载均衡

GPU Direct与RDMA

GPUDirect RDMA技术 · CUDA与Verbs集成 · 实现GPU到GPU的远程直接访问

NVMe over Fabrics（… · 实现高性能分布式存储 · 对比iSCSI与FC

存储应用NVMe

消息传递接口（MPI）与RDMA

MPI over InfiniBan… · OpenMPI与MVAPICH2配置 · 点对点通信与集合通信的RDMA加速

分布式计算框架

Spark · TensorFlow等框架如何利用R… · 网络加速库（NCCL

分布式计算框架Spark

内核绕过与用户态网络

用户态协议栈（如libibverbs · librdmacm） · 内核旁路机制

内核绕过用户态网络

安全与隔离

分区（Partition）安全策略 · 加密与认证（IPsec over I… · 防止恶意访问

虚拟化与云环境

SR-IOV与VF直通 · 虚拟化环境中的RDMA（vRDMA） · 容器与Kubernetes中部署RD…

虚拟化云环境

故障恢复与高可用

链路故障切换 · SM冗余与主备切换 · QP错误处理与重连机制

故障恢复高可用

性能监控与可视化

使用ibmonitor · ibnetdiscover · Grafana+Prometheus…

性能监控可视化

搭建一个两节点InfiniBand集… · 配置OpenSM · 编写RDMA程序实现文件传输

案例实战InfiniBand

基于RDMA实现一个分布式键值存储系… · 使用原子操作与Read/Write · 评估并发性能

案例实战RDMA

常见问题与解决方案

内存注册失败 · QP超时 · 链路协商失败

常见问题解决方案

综合提升与未来趋势

总结课程知识 · 设计一个高性能计算应用架构 · 探讨InfiniBand与CXL

综合提升未来趋势