高速化技術とクラウド 第7回でRDMAについて解説しましたが、あらためてDPDKとRDMAそれぞれの技術について、おさらいした後に違いについて考えてみます。

RoCEは、EthernetやUDP/IPをベースにしていますが、TCPをデータ転送には使用しません。これにより、パケットロスや輻輳に弱いという課題があります。Ethernetは本来、パケットロスが発生する可能性があり、これがTCPの再送処理の根底にある理由です。輻輳が発生すると、受信側でのパケットドロップが生じるため、輻輳を予防することがパケットロスを減らす鍵となります。

パケット再送はコストが高く、再送により非効率が生じます。また、再送開始までの遅延は、通信の高遅延につながります。

RoCEのロスレス性を実現するためには、以下のプロトコルが重要です。

• ECN（Explicit Congestion Notification）: IPレベルで輻輳を検出し、送信側が輻輳発生前に送信流量を減らすことで、輻輳を予防します(図3)。

• PFC（Priority Flow Control）: L2レベルでの輻輳制御を行い、8つのトラフィッククラスに応じてPAUSE処理を実施します。これにより、特定のプロトコルが輻輳を起こしても、他のクラスは影響を受けません(図4)。

これらのプロトコルは、輻輳後に反応的に動作するのではなく、輻輳発生前に予防的に動作し、流量を意識して制御します。

図3.ECN概要

図4. PFC概要

RoCEは、既存のRDMAを利用しないEthernet上のアプリケーションと共存が可能です。例えば、RDMAを利用してないFTPやHTTPなどのアプリケーションと同一のNW内で共存可能です。

RoCEは、InfiniBandのような専用のネットワークを必要とせず、既存のEthernetネットワーク上で高速なデータ転送を実現するため、データセンターのアップグレードコストを抑えつつ、性能向上を図ることができます。

DPDKとRDMAは、ネットワークの高速化を目指す技術ですが、そのアプローチには大きな違いがあります。DPDKは単一ノード内の高速化に特化しているのに対し、RDMAはネットワークプロトコルレベルも含めた高速化を実現します。また、RoCEv2をロスレスネットワークにするためには、ECNやPFCなどの輻輳制御プロトコルが重要です。そして、RoCEv2はInfiniBandと比較して、既存のEthernetネットワークとの互換性と統合の容易さが利点となります。