迈克尔．凯根：云计算催生“Ｉ／Ｏ即服务”

刘洪宇

以“智库”之名闻名遐迩的以色列让人感到亲切而又神秘。这个面积仅仅能称得上“弹丸之地”的国家是IT创新成果的摇篮:世界上第一部手机、Windows XP和NT系统、迅驰平台与奔腾4处理器、ICQ……都诞生于这里。

以色列同时更是顶级IT人才的聚集地。迈克尔• 凯根,一位温和的犹太人,就是以色列技术精英的杰出代表。从他在母校——以色列技术工程学院读书开始,他就与海法结下了不解之缘。凯根的名字首次为公众所知是因为MMX(多媒体扩展),作为主设计师,他在英特尔海法研究中心用了3年时间率领团队成功开发了这项关键技术,从多媒体领域波及整个计算机产业,MMX被认为开启了计算机的新时代。

1999年5月,凯根决心换条跑道试试——从计算到网络。作为联合创始人,他创建了专攻网络互联技术的Mellanox。今年1月,凯根兼任公司首席技术官,为Mellanox的技术方向掌舵。如今,这家十岁的技术型公司因其领先技术,已成为I/O网络领域当之无愧的翘楚。

要从提供服务的角度看I/O

计算、存储和I/O是整个计算系统中最为重要的三个部分。从当前发展来看,由处理器主导的计算发展最快,存储和I/O在某种程度上成为了系统的瓶颈。

“云计算、高性能计算、企业级数据中心都需要有效的互联解决方案,通过高效I/O来提高整个计算系统的效率。”凯根表示,他率领的Mellanox技术团队就是要持续开发出先进的服务器和存储互联解决方案,让从最高性能的高性能计算机用户到普通的数据中心用户都能从中受益。

“就像我们看待计算的角度发生变化一样,看待I/O的角度也要变化。”凯根认为,最终,I/O将成为一种服务。“企业级数据中心的革新是从服务器虚拟化开始的,这只是个旧闻,但我们不该忘记。正是由于服务器虚拟化,企业级数据中心才从设备仓库成为了服务提供商,计算成为一种服务。”从服务角度出发,解决方案也就由过去以硬件设备为中心,分配硬件设备给用户,转换为以应用为中心,提供服务给用户。

“I/O走的也是与服务器类似的道路,I/O也要实现虚拟化,并且成为一种服务,云计算的趋势就加速了这一进程。”凯根介绍说,与服务器虚拟化的层次类似,I/O虚拟化也分为三层,底层就是物理网络设备,主要包括标准的高性能网卡和交换机;硬件的上层是网络管理程序“Hypervisor”,将物理硬件虚拟化,抽象成统一的网络管理单元。最上面一层,则是基本的管理和使用工具,面向网络应用、存储应用、集群、管理等提供服务。

“I/O成为服务”带来了一系列需求的变化,尤其体现在I/O虚拟化有赖于一种便捷、统一的网络。“它需要高性能的I/O网卡,通过标准的I/O接口,用单一设备提供所有的I/O服务。此外,无论是虚拟网络还是桥接设备,都得实现高性能。在硬件上面,服务器和网络都有管理程序Hypervisor,二者要实现整合管理。”凯根说。Mellanox提供的就是覆盖了网卡、交换机、桥接方案、软件及管理工具的端到端互联解决方案。

InfiniBand是最佳路径选择

“InfiniBand技术是高效的网络虚拟化支柱,而且比万兆以太网(10GE)具有更高的ROI。”凯根认为,这项具有明显的高带宽、低延迟优势的互联技术将越来越多地用于云计算、HPC和企业级数据中心。

InfiniBand通过一种长缆线的连接方式,组成统一的互联结构,既可以处理存储I/O、网络I/O,也能处理进程间通信(IPC)。作为一种应用于服务器端的高性能I/O技术,它可以最大程度地消除目前阻碍服务器和存储系统的瓶颈问题。

InfiniBand是开放标准,包括IBM在内的多家厂商都参与了标准制定,并有相应产品提供,因此垄断之嫌并不存在。作为该领域最为重要的芯片和设备供应商,Mellanox在推动InfiniBand向前发展的过程中多有斩获,几乎成了InfiniBand的代名词。“我们建立了世界上最强大的系统——走鹃。”让凯根引以为荣的是,全球HPC Top500的系统中,凡是使用InfiniBand互联的,采用的都是Mellanox的产品。其中,前10名中就有4套,前100名中有59套系统,而且还呈继续增长的趋势。“我们的产品提供了Top500中最高的系统利用率,达到94%。”凯根说。无论是中国的上海超算中心,还是美国洛斯阿莫斯国家实验室、橡树岭实验室,Mellanox都以InfiniBand技术为其提供了面向百万亿次、千万亿次计算能力的互联解决方案。

除了HPC领域,InfiniBand还将其优势向企业级数据中心的高端事务处理和虚拟化领域发展,包括云计算、Oracle数据库等,在金融服务的交易系统中也有着广泛应用。“使用我们的DDR InfiniBand加速的机架服务器和存储服务器运行Oracle 11g之后,数据库服务器和存储服务器之间的通信瓶颈得到了解决,数据仓库的查询性能提高了至少10倍,而成本则下降了73%左右。埃里森(Oracle总裁,笔者注)十分兴奋。”凯根介绍说。

尽管对InfiniBand技术寄予厚望,但Mellanox并不排斥竞争技术,相反,它对以太网技术和InfiniBand都持续投资。“这两种技术将在一定时期内共存。”凯根表示,不专攻一种技术正是为了尊重用户选择。这在今年Mellanox发布的重头产品中表现得尤其明显,其适配卡和交换机均达到了40Gbps,高速I/O为数据中心和存储用户提供了强大的互联技术支持能力。其最大的技术亮点就是新一代Connect X-2适配卡的虚拟支持(VIP)技术:通过在一块卡上运行InfiniBand及10GE等协议,网卡可以随需配置,设备自动为各协议应用分配相应的传输带宽,每个通路都有独立资源,用户不仅获得灵活性,还减少了线缆数量。“以虚拟协议支持为特征的网络一体化将是Mellanox坚持的方向。”凯根说。