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- Original:
Intel Omni-Path (OPA) Virtual Network Interface Controller (VNIC)
- 翻译:
司延腾 Yanteng Si <siyanteng@loongson.cn>
- 校译:
王普宇 Puyu Wang <realpuyuwang@gmail.com> 时奎亮 Alex Shi <alexs@kernel.org>
英特尔全路径（OPA）虚拟网络接口控制器（VNIC）¶
英特尔全路径（OPA）虚拟网络接口控制器（VNIC）功能通过封装HFI节点之间的以 太网数据包，支持Omni-Path结构上的以太网功能。
体系结构¶
Omni-Path封装的以太网数据包的交换模式涉及Omni-Path结构拓扑上覆盖的一个或 多个虚拟以太网交换机。Omni-Path结构上的HFI节点的一个子集被允许在特定的虚 拟以太网交换机上交换封装的以太网数据包。虚拟以太网交换机是通过配置结构上的 HFI节点实现的逻辑抽象，用于生成和处理报头。在最简单的配置中，整个结构的所有 HFI节点通过一个虚拟以太网交换机交换封装的以太网数据包。一个虚拟以太网交换机， 实际上是一个独立的以太网网络。该配置由以太网管理器（EM）执行，它是可信的结 构管理器（FM）应用程序的一部分。HFI节点可以有多个VNIC，每个连接到不同的虚 拟以太网交换机。下图介绍了两个虚拟以太网交换机与两个HFI节点的情况:
+-------------------+
| 子网/ |
| 以太网 |
| 管理 |
+-------------------+
/ /
/ /
/ /
/ /
+-----------------------------+ +------------------------------+
| 虚拟以太网切换 | | 虚拟以太网切换 |
| +---------+ +---------+ | | +---------+ +---------+ |
| | VPORT | | VPORT | | | | VPORT | | VPORT | |
+--+---------+----+---------+-+ +-+---------+----+---------+---+
| \ / |
| \ / |
| \/ |
| / \ |
| / \ |
+-----------+------------+ +-----------+------------+
| VNIC | VNIC | | VNIC | VNIC |
+-----------+------------+ +-----------+------------+
| HFI | | HFI |
+------------------------+ +------------------------+
Omni-Path封装的以太网数据包格式如下所述。
位 |
域 |
|---|---|
Quad Word 0: |
|
0-19 |
SLID (低20位) |
20-30 |
长度 (以四字为单位) |
31 |
BECN 位 |
32-51 |
DLID (低20位) |
52-56 |
SC (服务级别) |
57-59 |
RC (路由控制) |
60 |
FECN 位 |
61-62 |
L2 (=10, 16B 格式) |
63 |
LT (=1, 链路传输头 Flit) |
Quad Word 1: |
|
0-7 |
L4 type (=0x78 ETHERNET) |
8-11 |
SLID[23:20] |
12-15 |
DLID[23:20] |
16-31 |
PKEY |
32-47 |
熵 |
48-63 |
保留 |
Quad Word 2: |
|
0-15 |
保留 |
16-31 |
L4 头 |
32-63 |
以太网数据包 |
Quad Words 3 to N-1: |
|
0-63 |
以太网数据包 (pad拓展) |
Quad Word N (last): |
|
0-23 |
以太网数据包 (pad拓展) |
24-55 |
ICRC |
56-61 |
尾 |
62-63 |
LT (=01, 链路传输尾 Flit) |
以太网数据包在传输端被填充，以确保VNIC OPA数据包是四字对齐的。“尾”字段 包含填充的字节数。在接收端，“尾”字段被读取，在将数据包向上传递到网络堆 栈之前，填充物被移除（与ICRC、尾和OPA头一起）。
L4头字段包含VNIC端口所属的虚拟以太网交换机ID。在接收端，该字段用于将收 到的VNIC数据包去多路复用到不同的VNIC端口。
驱动设计¶
英特尔OPA VNIC的软件设计如下图所示。OPA VNIC功能有一个依赖于硬件的部分 和一个独立于硬件的部分。
对IB设备分配和释放RDMA netdev设备的支持已经被加入。RDMA netdev支持与 网络堆栈的对接，从而创建标准的网络接口。OPA_VNIC是一个RDMA netdev设备 类型。
依赖于HW的VNIC功能是HFI1驱动的一部分。它实现了分配和释放OPA_VNIC RDMA netdev的动作。它涉及VNIC功能的HW资源分配/管理。它与网络堆栈接口并实现所 需的net_device_ops功能。它在传输路径中期待Omni-Path封装的以太网数据包， 并提供对它们的HW访问。在将数据包向上传递到网络堆栈之前，它把Omni-Path头 从接收的数据包中剥离。它还实现了RDMA netdev控制操作。
OPA VNIC模块实现了独立于硬件的VNIC功能。它由两部分组成。VNIC以太网管理 代理（VEMA）作为一个IB客户端向IB核心注册，并与IB MAD栈接口。它与以太网 管理器（EM）和VNIC netdev交换管理信息。VNIC netdev部分分配和释放OPA_VNIC RDMA netdev设备。它在需要时覆盖由依赖HW的VNIC驱动设置的net_device_ops函数， 以适应任何控制操作。它还处理以太网数据包的封装，在传输路径中使用Omni-Path头。 对于每个VNIC接口，封装所需的信息是由EM通过VEMA MAD接口配置的。它还通过调用 RDMA netdev控制操作将任何控制信息传递给依赖于HW的驱动程序:
+-------------------+ +----------------------+
| | | Linux |
| IB MAD | | 网络 |
| | | 栈 |
+-------------------+ +----------------------+
| | |
| | |
+----------------------------+ |
| | |
| OPA VNIC 模块 | |
| (OPA VNIC RDMA Netdev | |
| & EMA 函数) | |
| | |
+----------------------------+ |
| |
| |
+------------------+ |
| IB 核心 | |
+------------------+ |
| |
| |
+--------------------------------------------+
| |
| HFI1 驱动和 VNIC 支持 |
| |
+--------------------------------------------+