High-Speed Cluster Network Configuration

Präzisions-Vernetzung für Exascale: Latenzminimierung und Durchsatzmaximierung im Rechen-Fabric.

Das Nervensystem des Supercomputers

In der Welt des High-Performance Computing (HPC) ist das Netzwerk weit mehr als eine einfache Verbindung. Es ist ein aktives Rechenelement. Die Konfiguration von Hochgeschwindigkeits-Interconnects wie InfiniBand NDR/HDR oder Slingshot entscheidet darüber, ob Prozessoren ihre volle Leistung entfalten können oder in Latenz-Warteschleifen verharren. Durch optimierte Topologien und RDMA-Protokolle eliminieren wir Kommunikations-Engpässe.

Zentrale Interconnect-Technologien

InfiniBand (NDR/XDR)

Der Goldstandard für verlustfreie Kommunikation:

  • RDMA: Direkter Speicherzugriff ohne CPU-Involvement zur Latenzsenkung.
  • Smart Offloading: Verlagerung von Netzwerkoperationen direkt auf den HCA (Host Channel Adapter).

RoCE v2

RDMA over Converged Ethernet:

  • IP-Integration: Nutzung von Standard-Ethernet-Infrastruktur bei HPC-ähnlicher Performance.
  • Lossless Fabric: Erfordert Priority Flow Control (PFC) zur Vermeidung von Paketverlusten.

Slingshot / Omni-Path

Spezialisierte Fabric-Lösungen:

  • Congestion Control: Intelligente Stauvermeidung bei massiven MPI-Workloads.
  • Adaptive Routing: Dynamische Auswahl des schnellsten Pfades durch das Netzwerk.

Netzwerk-Topologien im Vergleich

Fat Tree

Nicht-blockierende, hierarchische Struktur. Garantiert maximale Bisektions-Bandbreite für Cluster bis ca. 2.000 Knoten.

Dragonfly

Maximale Skalierbarkeit bei minimalen "Hops". Reduziert Kabelkosten und Latenz in Exascale-Systemen drastisch.

3D/4D Torus

Nachbarschafts-basierte Vernetzung. Ideal für räumlich-physikalische Simulationen und extrem hohe Knotenzahlen.

Optimierungs-Workflow

01 Subnet Manager Setup

Konfiguration von OpenSM für das Routing im InfiniBand-Netzwerk inklusive redundanter Failover-Knoten.

02 MTU & Jumbo Frames

Anpassung der Maximum Transmission Unit (z.B. MTU 4096 oder 9000) zur Reduzierung des Paket-Overheads.

03 IPoIB Konfiguration

Einrichtung von IP-over-InfiniBand für administrative Dienste über die High-Speed-Leitungen.

04 NUMA Awareness

Binding der Netzwerkkarten an den physikalisch nächstgelegenen CPU-Socket zur Vermeidung von QPI-Latenzen.

Netzwerk-Engpässe eliminieren?

Lassen Sie uns Ihre Fabric-Topologie und RDMA-Einstellungen für maximale Recheneffizienz validieren.

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