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【Infiniband手册】第4章：寻址/Addressing

RDMA
2022-10-23
4113
更新：2022-10-26 11:07:08

本章定义了IBA寻址术语和概念。为了便于理解，请参考下图。

# 4.1 术语和概念

**终端端口/Endport**：终端端口，指的是CA端口、路由器端口或交换机管理端口。

**单播标识符**：单个**终端端口**的标识符。发送到单播标识符的包被传送到由该标识符标识的**终端端口**。IBA定义了两个单播标识符：**全局标识符(GID)**—可能在子网中是唯一的；和本地标识符(LID)—仅在子网内唯一。

**多播标识符**：一组**终端端口**的标识符。发送到多播标识符的数据包被传送到由该标识符标识的所有**终端端口**。IBA定义了两个多播标识符—应用程序用来寻址多播组和在子网之间路由数据包的全局标识符(GID)和用于在子网内交换数据包的本地标识符(LID)。

**EUI-64：**IEEE定义的分配给设备的64位标识符。EUI-64是一个64位标识符，它是通过连接24位公司标识值和40位扩展标识创建的。公司标识由IEEE注册机构指定；扩展标识由具有指定公司标识的组织分配。

<span>◼ </span>制造商指定一个EUI-64，并设置全局范围。SM可分配额外的EUI-64，并指示本地范围。

<span>◼ </span>有关更多详细信息，请参阅：“64位全局标识符(EUI-64)注册机构指南”，网址：www.standards.ieee.org/regauth/oui/tutorials/EUI64.htmlGUID(Global Unique Identifier)：全局唯一的EUI-64兼容标识符。

**GUID(Global Unique Identifier)**：全局唯一的EUI-64兼容标识符。

**C4-1**：制造商应为每个HCA、TCA、交换机和路由器分配EUI-64 GUID。

**C4-2**：制造商应为每个**终端端口**分配EUI-64 GUID。

**子网前缀**：0到64位(作为标识作用域的功能)的标识符，用于唯一标识由公共子网管理器管理的一组**终端端口**。

**GID前缀**：一个64位标识符(GID的上64位)，通过连接地址范围位(address scope bits)、潜在的少量的“填充”位和潜在的子网前缀——填充和子网前缀存在起到了标记地址范围的功能。

**GID(Global Identifier)**：一种128位的单播或多播标识符，用于标识*终端\**端口或多播组。GID是一个128位地址，它利用了IPv6地址的许多概念和语义(根据RFC 2373)，但是IBA没有定义GID和IPv6地址之间的关系，即没有为任何**终端端口**或多播组定义GID和IPv6地址之间的映射。注意：这些规则只适用于IBA操作，不适用于原始IPv6操作，除非特别指出。

**C4-3**：GID应符合**4.1.1 GID用途和属性**中规定的规则：

## 4.1.1  GID用途和属性

1) 默认的GID前缀定义为(0xFE80::/64)。路由器决不能转发包含以该前缀开头的目的地GID的GRH的数据包，也就是说，它仅限于本地子网。

2) 子网管理器可以为一个*终端端口配置非默认的GID前缀。在任何给定时间，子网可能会存在零个或一个非默认分配的GID前缀。

3) 每个端口应至少有一个单播GID。使用以下机制创建端口的单播GID：

a) 对于每个**终端端口**GUID(在GUIDInfo属性中列出)，使用GUID与默认GID前缀拼接的形式作为单播GID。

b) 如果子网管理器使用非默认的GID前缀配置了**终端端口**，那么：对于每个**终端端口**GUID，其使用GUID与配置的GID前缀拼接的形式作为单播GID。

4) CA、交换机或路由器中的任何QP都应，除了为该QP分配的GID，使用默认的GID前缀应也可寻址。这允许子网从默认的GID前缀状态转换到**托管状态(managed state)**，而不会中断现有的通信会话。

5) 每个**终端端口**支持的最大单播GID数(N)取决于实现。子网管理器可以分配N-1个额外的单播GID。这N-1 GID中的每一个都是通过将子网管理器分配的EUI-64标识符(本地位集)与GID前缀连接起来创建的。注：GID=GID前缀+EUI-64。

6) 单播GID地址0:0:0:0:0:0:0:0被保留——称为保留GID。不得将其分配给任何端口。它不能用作目的地址或在全局路由报文头(GRH)中使用。

7) 单播GID地址0:0:0:0:0:0:0:1称为环回GID，仅由原始IPv6服务使用——IBA传输服务不使用。不得将其分配给终端端口或出现在任何IBA数据包中。

8) 单播GID子网前缀应限制在GID地址空间的高位64位。子网前缀位的数量还可能受到填充位和作用域位的限制-请参阅下文。

9) 单播GID的低64位不能进一步划分为子网。

10) 单播GID的低64位应是子网唯一的。如果全局/局部位(universal/local bit)设置为全局，则赋值必须是全局唯一的。

11) GRH(全局路由报文头)应包含有效的源和目的地GID。对于原始IPv6数据包，IPv6路由报文头应包含符合RFC 2373的源地址和目标地址。

12) 单播GID范围应为：

a) **本地链路(Link-Local)**——在本地子网内使用默认GID前缀的单播GID。路由器不得转发任何带有本地链路源或目标GID的包。本地链路GID具有以下格式：

b)**本地站点(Site-Local)**—在子网集合中使用的单播GID，在该集合中是唯一的(例如，数据中心或校园)，但不一定是全局唯一的。路由器不得转发站点外部具有本地站点源GID(SGID)或本地站点为目标GID(DGID)的任何数据包。

c) **全局(Global)**—具有全局前缀的单播GID，即路由器可以使用该GID在整个企业或互联网上路由数据包。全局GID格式为：

13) 多播组由多播GID(MGID)唯一标识。此外，除了具有相同的MGID之外，多播组的所有成员必须共享相同的P_Key和Q_Key。

14) 多播GID格式为：

a) 在GID开头的11111111的8位将其标识为多播GID。

b) Flags是一组由四个1位(four 1-bit)标志组成的：000T，其中三个标志被保留并定义为零(“0”)。T标志的定义如下：

vi) T=0表示这是一个永久分配的(即众所周知的)多播GID。参考RFC 2373和RFC 2375作为永久分配的GID的参考。

vii) T=1表示这是一个非永久分配的(即暂时的)多播GID。

c) Scope是一个4位多播作用域值，用于限制多播组的作用域。下表定义了范围和解释。

15) 一个**终端端口**可以加入零个、一个或多个多播组，即，可以为一个**终端端口**分配零个、一个或多个多播GID。

16) 多播GID不能作为源GID(SGID)出现在GRH中。

17) 多播GID FF02:0:0:0:0:0:0:1是本地链路(link-local)多播GID——路由器不应将具有此目标GID的数据包路由到本地子网之外。此GID用作全局路由器报文头(GRH)内的目的地址，用于与所有信道适配器多播组中参与的一组QP通信——包括希望参与该组的所有信道适配器和增强型交换机端口0端节点。所有信道适配器多播组用于向所有能够参与多播操作的信道适配器实现广播服务(必须共享相同的MGID、P_Key和Q_Key)。

18) IPv6在RFC2375和RFC2373中定义了一组保留的多播地址。除非另有明确规定，否则IBA不得将这些地址用于IBA多播操作，并将其定义为保留用于原始IPv6。

## 4.1.2 信道适配器、交换机和路由器寻址规则

**C4-4**：信道适配器、交换机和路由器应符合**4.1.2信道适配器、交换机和路由器寻址规则**中定义的寻址规则。

寻址规则是：

1) 端口应连接/附属到一个链路上。

2) **终端端口**应支持由base LID和LMC(**注：LID Mask Control，由子网管理器分配的每个端口值，指定LMC中的局部路径值的位数**)定义的一系列LID。LID应按一定顺序从base LID开始，到base LID加上($$2^{LMC}-1$$)结束，包括$$2^{LMC}-1$$在内。SM可以将端口上的LMC编程为0到7之间的任何值，以允许在寻址该终端端口时使用多个LID(1-128)。

a) 基本交换机端口0应分配一个单播LID，即LMC=0。

3) 单播LID只能映射到一个终端端口。

4) 多播LID可映射到一个或多个终端端口—一个终端端口可以是零个、一个或多个多播流的目标。

5) 单播GID可按每个终端端口分配。

6) 多端口的CA(和路由器)可以连接到一个或多个子网—一个终端端口一次只能连接到一个子网。

## 4.1.3 本地标识符

C4-5：本地标识符(LID)应符合**4.1.3本地标识符**中定义的规则。

**本地标识符(LID)**：具有以下属性的16位标识符：

1) LID由子网管理器(SM)分配，并且是子网唯一的，即它不能用于在子网之间路由。

2) LID地址空间分为保留、单播和多播地址范围。

3) LID包含在LRH(本地路由标头)内。

4) 源LID(SLID)是指第一次将数据包注入子网的终端端口。

5) SLID只能与单播地址相关联。

6) 单播目的地LID(DLID)应指目的地终端端口。多播DLID是指参与给定多播组的子网中的一组目标终端端口。

7) 如果目的端终端端口不在同一子网上，则DLID应指负责将数据包转发到下一跳到目的端终端端口的路由器端口。

8) 子网中的任何一点，给定的终端端口可以通过子网内的多个物理路径接收数据包。每个物理路径都可以由一个或多个目的地LID来标识。为了便于多路径操作，同时最小化信道适配器的复杂性，子网管理器应为每个终端端口分配一个base LID和一个LID掩码控制(LMC)值。LMC是一个3位字段(0~7)，表示2^LMC路径(最多2^7=128条路径)。在发现过程中，子网管理器可以确定到给定终端端口的路径数，并将对16位LID空间进行分区，以便为每个终端端口分配一个基本LID和最多2^LMC顺序LID。

> 注：Base LID必须将LMC最低有效位设置为0。例如，如果LMC＝0，则base LID可以是任何单播LID。如果LMC=7，则base LID将7个最低有效位设置为零。

9) LID空间的定义如下：

<span>◼ </span>LID 0x0000是预留的。

<span>◼ </span>LID 0xFFFF定义为允许的DLID (permissive DLID)。许可的DLID表示数据包的目的地是接收它的终端端口上的QP0。没有为此地址定义LMC。

<span>◼ </span>单播LID范围是定义为0x0001到0xBFFF的单调增加的标识符空间。

<span>◼ </span>多播LID范围是一个单调增加的标识符空间，定义为0xC000到0xFFFE。

<span>   </span><span>✸ </span>包含多播GID的任何数据包的DLID应在上述指定的多播LID范围内。

10) 多播LID可由多个多播GID重载，即在给定子网内可能存在多对一的MGID到MLID的映射。当多播LID重载时，共享同一MLID的多播组不需要有相同的P_Key。当支持可选的MLID重载时，SM负责对子网恰当地进行设置。

> 参考资料：”IB Specification Vol 1-Release-1.3-2015-03-03.pdf”

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