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提升带宽简化网络 英特尔万兆光纤网卡

  快速增长的万兆以太网市场

  每当网络应用发展到不同的阶段,对于网络带宽会提出新的需求,这其中一个很重要的组件——网卡也在快速发展着。比如05-06年间,千兆交换机被大量用于企业骨干网的建设中,对于万兆端口的需求初露端倪,这期间主流的万兆网卡均采用了PCI-X接口,大都采用了光口;06-07年间,集群应用、存储备份和视频点播等应用的迅猛发展,对于更高性能的网络提出了迫切的需求,特别是英特尔推出了支持PCI-E总线的服务器平台之后,采用PCI-E接口的万兆网卡开始同传统的PCI-X网卡共享市场;从07年至今,虚拟化、服务器整合等应用不绝于耳,比如刀片服务器为了满足各个刀片的数据传输需求,很多刀片服务器开始板载万兆网卡。据英特尔估计,08年年底独立的万兆网卡依然会是占据过半的市场。

万兆以太网正大规模实施
万兆以太网正大规模实施

  据统计,过去3年的时间里,万兆交换机的端口数量从不足4万个,以每季度30%的增幅上升,到07年第二季度已经超过了15个。这个期间内,每个端口的平均售价下降了40%,目前的平均水平应该在2500美元以下了。更低的价格,显然也会促进这类技术进一步的普及和应用。

Intel PRO/10GbE SR服务器网卡
Intel PRO/10GbE SR服务器网卡

  目前不少经销商从事着万兆网卡的业务,比如广州盈华计算机科技有限公司(地址:广州市天河路560号太平洋商业中心808B室,电话:020-87535259,手机: 13318816811)就是其中一员,他们送测了Intel PRO/10GbE SR服务器网卡。

  英特尔如何满足万兆以太网的需求

  在诸多的英特尔技术文档中都传达着这样的一个信息,网络数据的传输并非一个复杂的工作,但是是一个会占用大量处理器和系统资源的应用。在系统I/O性能提升的同时,还需要系统具有处理更多数据的能力,因此英特尔开始推广多核服务器平台,同时还在服务器平台上引入了Intel I/OAT技术来降低网络数据传输的开销。

英特尔实验室展示的多核系统的网络处理性能
英特尔实验室展示的多核系统的网络处理性能

  英特尔采用了多种优化设计来提升系统的网络性能,比如:

  • 通过扩展的消息指示中断(MSI-X)机制来改善系统的中断响应速度以及扩展性

  • 利用多个发送和接收队列来改善系统的吞吐量和利用率

  • 通过接收侧均衡(RSS)对接收包排序并送往合适的CPU核心进行处理

  • 通过自适应的灵活的中断调整来降低以太网处理延时

虚拟机的发展推动着对网络端口需求的激增
虚拟机的发展推动着对网络端口需求的激增

  多核服务器平台的推广和虚拟化应用的普及,对于以太网端口数量的需求在也快速的增长。比如3年前,服务器大都采用了单核处理器,所能承载的虚拟机数量非常的有限,利用虚拟机进行服务整合的应用并不现实,因此对于网卡端口的需求量并不高。随着双核处理器乃至四核处理器的应用,即便是双路服务器上也能提供8个核心,所能承载的虚拟机的数量大大提升,使得这种应用更加实用,网卡端口的需求量也因此提升。预计,今明两年双路服务器上的处理器核心数量有望达到16个甚至更多,需要配置的网卡端口也会再次大量增加。

VMq在虚拟机中发挥了重要的作用
VMq在虚拟机中发挥了重要的作用

  从虚拟化应用的演化过程来看,服务器的性能越强就可以承载数量越多的虚拟机,就需要更多数量的网卡端口。传统的VMM的软交换实现了多个虚拟机对网络设备的共享,由此引入的开销明显的降低了I/O的处理性能。英特尔的VMDq(虚拟设备队列)技术,做为VT-c技术的重要组成部分,可显著改善网络性能降低CPU占用率,使得虚拟化数据中心实现更快更有效的网络性能。

英特尔实验室展示的数据显示万兆以太网在虚拟环境中借助于VMDq才能发挥理想性能
英特尔实验室展示的数据,显示万兆以太网在虚拟环境中借助于VMDq才能发挥理想性能

  英特尔的万兆以太网解决方案

  英特尔早在2004年就推出了用于服务器的万兆以太网(10GbE)网卡,首次解决了以前使万兆以太网(10 GbE)服务器连接无法在数据中心进行大规模部署的成本和技术障碍。近年来,随着技术的创新和成本的大幅降低,英特尔陆续推出了支持铜线和光纤网络的万兆以太网(10GbE)网卡,主要包括PRO/10GbE CX4、PRO/10GbE SR 、PRO/10GbE LR、XF SR 服务器网卡,充分满足数据中心日益增长的需求。

Intel PRO/10GbE SR Intel PRO/10GbE LR Intel PRO/10GbE CX4
Intel 82597EX 10GbE PCI-X 133 MHz/64-bit MAC controller Intel 82597EX 10GbE PCI-X 133 MHz/64-bit MAC controller Intel 82597EX 10GbE PCI-X 133-MHz, 64-bit MAC controller
Multi-mode fiber support through 850 nm optical module Single-mode fiber support through 1310 nm optical module CX4 copper cable support through CX4 XPAK module
IEEE 802.3ae* 10GBASE SR compliant IEEE 802.3ae* 10GBASE LR compliant IEEE 802.3ak* 10GBASE CX4 compliant
Jumbo Frames supported up to 16 KB Jumbo Frames supported up to 16 KB Jumbo frames supported up to 16 KB
TCP/IP segmentation and TCP checksum offload in RX and TX TCP/IP segmentation and TCP checksum offload in RX and TX TCP/IP segmentation and TCP checksum offload in RX and TX
256 KB RX and 32 KB TX data FIFO 256 KB RX and 32 KB TX data FIFO 256 KB RX and 32 KB TX data FIFO
Parity protection for RX FIFO buffer Parity protection for RX FIFO buffer Parity protection for Rx FIFO buffer
Mechanisms for delaying/reducing TX and RX frame interrupts Mechanisms for delaying/reducing TX and RX frame interrupts Mechanisms for delaying/reducing Tx and Rx frame interrupts
PCI-X 1.0a and PCI 2.3 PCI-X 1.0a and PCI 2.3 PCI-X 1.0a and PCI 2.3
LC-Duplex connector for multi-mode optical fiber SC-Duplex connector for single-mode optical fiber -
Flow Control 802.3x* Flow Control 802.3x* Flow control 802.3x*
PCI 2.2 Message Signaled Interrupts PCI 2.2 Message Signaled Interrupts PCI 2.2 message signaled interrupts

Intel PRO/10GbE服务器网卡
Intel PRO/10GbE LR服务器网卡

Intel PRO/10GbE服务器网卡
Intel PRO/10GbE LR服务器网卡端口

  本文所介绍的Intel PRO/10GbE LR服务器网卡一款10G单模光纤网卡,也被英特尔称为业内第二代万兆以太网卡,基于Intel 82597EX控制器芯片设计,采用了PCI-X 133 MHz/64-bit总线接口,适用于带宽密集型应用。Intel PRO/10GbE LR服务器网卡可用于高性能计算集群和网格计算,以前此类应用主要依靠于昂贵的专有连接技术。Intel PRO/10GbE LR服务器网卡支持单模光纤,最大传输距离可达10km。用户可根据应用情况选择支持多模光纤的Intel PRO/10GbE SR服务器网卡,传输距离最大为300m。

Intel PRO/10GbE LR/SR服务器网卡功能一览表
产品代码 PXLA8591LR PXLA8591SR
接口 SC Duplex LC Duplex
IEEE标准/网络拓朴 IEEE 10GBASE LR IEEE 10GBASE SR
有线 Single-mode fiber Multi-mode fiber
网卡产品功能
Intel SingleDriver technology 支持 支持
支持即插即用规范 支持 支持
Easy Installation, Intel PROSet Utility
and Intel PRO Intelligent install
支持 支持
全双工 支持 支持
光纤介质距离 10km 300 meters with 50 µm multi-mode fiber
33 meters with 62.5 µm multi-mode fiber
网络管理
WBEM-CIM Support 支持 支持
WMI & SNMP-manageable 支持 支持
Hardware Diagnostics 支持 支持
Intel Boot Agent 支持 支持
ACPI Power Management 支持 支持
PXE 2.0 支持 支持
Jumbo Frames support (16 KB) 支持 支持
网络操作系统软件支持
Microsoft Windows* 2000 支持 支持
Microsoft Windows NET* 支持 支持
Linux* 2.2.5 or later 支持 支持
Free BSD 1.0.6 支持 支持
高级软件功能
Adapter Fault Tolerance 支持 支持
802.1q VLANs 支持 支持
802.3x Flow Control 支持 支持
TCP Checksum Offload 支持 支持
IEEE 802.1p* 支持 支持
TCP Segmentation/Large Send Off-load 支持 支持
Save and Restore 支持 支持
技术特性
每端口数据率 10 Gbps 10 Gbps
总线类型 PCI-X PCI-X
总线位宽 64-bit 64-bit
总线速率 (MHz) 133 133
板载内存 256 KB 256 KB
中端级别 INTA INTA
IEEE支持 802.3ae 802.3ae
硬件认证 FCC Class A, CE, and Microsoft FCC Class A, CE, and Microsoft
数据传输模式 Bus-master DMA Bus-master DMA
控制器–处理器 Intel 82597EX Intel 82597EX
典型功耗 <10 watts <9 watts
运行环境温度 0–55ºC 0–55ºC
运行环境适度 85% at +55ºC 85% at +55ºC
激光产品类别 Class 1M Class 1M
外观尺寸
长度 16.8cm 16.8cm
宽度 9.1cm 9.1cm

  Windows Server 2003的安装和配置

  我们将Intel PRO/10GbE LR服务器网卡安装在Dell PowerEdge 2900 III塔式服务器的PCI-X插槽上,安装Windows Server 2003 R2操作系统之后,发现驱动程序已经自动安装完毕。这说明微软主流版本的服务器操作系统已经对于这款网卡提供了较好的支持,当然为了更好配置和管理这款产品,可以安装该网卡所提供的管理工具。

Intel_Pro_10GbE_LR服务器网卡配置界面
Window Server 2003 R2支持Intel PRO/10GbE LR服务器网卡

Intel_Pro_10GbE_LR服务器网卡配置界面
Window Server 2003 R2支持Intel PRO/10GbE LR服务器网卡

Intel_Pro_10GbE_LR服务器网卡配置界面
Window Server 2003 R2集成了2.1.18.0驱动程序

Intel_Pro_10GbE_LR服务器网卡配置界面

Intel_Pro_10GbE_LR服务器网卡配置界面
Intel PRO/10GbE LR服务器网卡光盘中提供了9.2.4.9版本的驱动

Intel_Pro_10GbE_LR服务器网卡配置界面

Intel_Pro_10GbE_LR服务器网卡配置界面
Intel PRO/10GbE LR服务器网卡支持分组

Intel_Pro_10GbE_LR服务器网卡配置界面
Intel PRO/10GbE LR服务器网卡支持VLAN

  在针对Microsoft Device Manager设计的英特尔PROSet程序的帮助下,用户可通过简单的点击操作,设置所有的网卡特性,包括分组和虚拟局域网(VLAN)配置。

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