【专利解密】云脉芯联改善RDMA网络拥塞控制的响应速度

【爱集微点评】云脉芯联的RDMA专利，通过拥塞控制和基于Group的限速限窗装置及限速限窗方法，提高了RDMA网络拥塞控制的响应速度, 对造成拥塞的一组QP做到快速反馈降速或降窗，进行快速和有效的拥塞控制。

集微网消息，随着国内对数字化的深入，预计2025年中国数据量将位居全球第一。云脉芯联一直聚焦于RDMA高性能网络传输等领域，并于今年发布自主研发的支持RDMA智能网卡产品。

随着大数据、海量存储和人工智能等技术越来越广泛的应用，数据中心已经开始规模化采用基于远程直接地址访问(Remote Direct Memory Access，RDMA)的高速网络。RDMA网络设备的转发能力总是有限的，面对网络流量的总量大和变化快的特点，容易产生网络拥塞。现有RDMA网络中，拥塞控制的作用粒度通常为每队列对(Queue Pair，QP)。RDMA网络中的队列对数目通常高达数万个至数百万个，需要为每个QP维护拥塞控制的限速和限窗参数。基于每QP的拥塞控制方法看似粒度十分精细，但是在实际应用中往往不能很好地响应拥塞事件。因此，需要一种新的解决RDMA网络拥塞的技术方案。

为此，云脉芯联于2022年8月8日申请了一项名为“拥塞控制和基于Group的限速限窗装置及方法、限速限窗方法”的发明专利（申请号：202210942233.8），申请人为北京云脉芯联科技有限公司。

图1 模块连接示意图

图1是本发明提出的一种模块连接示意图，适用于RDMA主机通道适配器(HCA)或完成同等功能的数据处理单元(DPU)或者智能网卡(SmartNIC)。现有RDMA主机通道适配器可以分为软件平面和硬件平面两部分，其中，软件平面完成控制面驱动功能，也被成为HCA的固件。硬件平面完成RDMA消息数据面转发功能，通常采用专用集成电路(ASIC)或FPGA芯片来实现。

本专利在HCA的硬件平面增加了基于Group的限速限窗装置，用于实施基于Group的限速限窗方法的硬件平面功能。同时软件平面增加了Group划分模块、基于Group状态信息存储模块、拥塞控制算法模块和基于Group配置下发模块，用于实施基拥塞控制方法的软件平面功能。其中，软件平面功能和硬件平面功能需要进行协同交互，以实现高效率的限速和限窗。

此外，本专利还提供了一种拥塞控制装置，应用于RDMA网络的软件平面，包括：Group划分、拥塞控制算法、基于Group配置下发和基于Group状态信息存储等模块。其中Group划分模块将RDMA中的QP划分到对应的第一Group中，得到QP到第一Group的映射表。拥塞控制算法模块根据映射表、RDMA的拥塞控制相关状态信息和拥塞控制算法，对RDMA网络进行拥塞控制。基于Group配置下发模块可以根据映射表、拥塞控制相关状态信息和拥塞控制的控制结果维护第一拥塞控制配置表，并将拥塞控制配置表下发给RDMA网络的硬件侧。基于Group状态信息存储模块主要用于存储RDMA的硬件侧上送的拥塞控制相关状态信息。

简而言之，云脉芯联的RDMA专利，通过拥塞控制和基于Group的限速限窗装置及限速限窗方法，提高了RDMA网络拥塞控制的响应速度，对造成拥塞的一组QP做到快速反馈降速或降窗，进行快速和有效的拥塞控制。

云脉芯联虽然成立时间较短，但成立之初就汇聚了来自世界知名企业和长期致力于数据中心网络和芯片研发的资深专家，并吸引了众多投资。云脉芯联一直聚焦于RDMA高性能网络传输等领域，填补了国内多项技术空白，相信在未来不断的科技投入和创新中，云脉芯联一定可以带来更多引以为傲的突破。

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（校对/赵月）