纳秒级网络库【二】技术选型

在十年之前，已经有网络产品实现7纳秒延迟，所以无需质疑是否能够实现，关键问题是：代价是什么。国内不少量化公司在招聘低延迟总线的开发人员，虽然我不知道他们具体的技术选型，从技术底层来看，并没有太多选择。

第一个选项是InfiniBand。最早发展这个高速网络技术，应该是InfiniBand，目前只剩Mellanox。在2020年NVIDIA完成了对Mellanox的收购，即使对InfiniBand做什么不了解，从这个收购中，也能猜到InfiniBand的特点是什么。

InfiniBand和以太网不一样，需要特制的网卡和交换机。对于不差钱的交易所，为了降低延迟，采用InfiniBand一点都不奇怪，甚至有些关键组件还会用到FPGA。常听说超算系统采购GPU，其实InfiniBand在超算系统也会用到。NVIDIA收购Mellanox，就是为了将InfiniBand应用到AI算力网络。

第二个选项是RDMA。RDMA早期基于InfiniBand，三个特征，十分具备吸引力：

1、ZeroCopy；2、kernel bypass；3、CPU-offload

在专业系统中，RDMA应用不少，但在大众眼里，并不算常见。RDMA需要网卡支持RoCE或者iWARP，RDMA两端的网卡同时都要支持，制约了RDMA的推广。另一个，RDMA需要网络层无损传输，这个需求限制了RDMA网络的规模。

RDMA的底层网络依赖，从InfiniBand，到RoCEv1，到RoCEv2，最后到iWARP，逐步脱离了InfiniBand，迁移到以太网络，但核心指标低延迟也打了折扣。

第三个选项是DPDK。英特尔和思科都是InfiniBand的早期成员，DPDK是英特尔搞的新网络技术方案，直接接管整个linux网络协议栈。这个解决方案性能无需说，但对普通用户极不友好。腾讯阿里或者华为这样的大厂家才可能有这个能力。即使没有证据，我还是猜测DPDK和PF_RING有前后继承关系。我对DPDK的前景并不看好，直接绕过整个操作系统网络协议栈，导致之前所有的工作都白费了。DPDK最终大概率会和InfiniBand一样，停留在专门系统中，发挥重要作用。

第四个选项是XDP。这个方案提供接近于DPDK的性能，又能充分利用已经有的资源，不需要重新实现所有的网络工具和协议。这样的解决方案更容易得到普遍支持。XDP虽然有三种模式，但仍然建议采用卸载到网卡模式，才能生产上的实用性。

第五个选项是Solarfare。在没有XDP和DPDK之前，他是一个非常有创意的解决方案。由于是商业解决方案，所以拿来参考，不详细展开。