从零学习 InfiniBand-network架构（十） —— IB协议中全局ID

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   专题内的上一文章谈到的是子网内ID的意义和作用，而本文要介绍的全局ID将用在两个不同子网下的Packet传输。本章介绍IBA中全局ID的作用，IPv6地址及单播、多播规则；并描述如何为子网中的每个端口分配相同的子网ID以及一个或多个GUID。

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全局ID的意义

  Local ID进行寻址需要保证两个Port建立在同一子网的前提下，如果Port不在同一子网下，Packet需要提供目标Port的子网地址和本地地址。所以，一个以另一个子网中的端口为目标的数据包，除了LRH之外，还必须包含一个全局路由头(GRH)，GRH包含源全局ID (SGID)和目的全局ID (DGID)。

以下是一个子网间Packet传输的例子：

1. 当TCA端口将Packet发送至链路时，需要设置：SLID、DLID、SGID、DGID；
2. 根据DLID，前两个交换机中的转发表将包中继到该子网内的目的端口；
3. 当到达第一个路由器上的目标端口时，路由器入口端口将解码DLID并检查它是否是这个子网内的包的目标，路由器会执行以下操作:
   • 如果目标子网不在路由器端口，那么需要查表得到，前往目标子网得路径需要经过得端口，并对packet更新LID；
   • 如果子网匹配成功，路由表会继续查找LID；
   • 在packet从选择的端口发送之前，还需要对SLID和DLID进行相应修改，甚至可以修改SL和VL项；重新计算VCRC等
4. 后续重复上述1-3步骤，直到Packet到达目标子网；

IPv6地址及单播规则

  因为Ipv4由32-bits组成，限制了地址的分配，所以诞生了Ipv6，其由128-bits组成。IBA的全局ID符合Ipv6的规范，高64-bits用来表示端口所在的子网ID；低64-bits作为端口的全局标识GUID，总体格式如下图所示。

  IBA架构还在GID上定义了单播地址限制和多播地址限制：

• 当需要使用单播全局地址从任何其他IBA或非IBA子网中的任何端口通用寻址时，所有地址的前三位中带有001‘b的128位地址都被保留下来作为无限制单播全局地址分配。

  除了无限制单播地址外，部分全局单播地址是有限制的，因为路由器需要限制具有这种DGID地址的数据包允许传播的距离，比如只能在当前子网内传输。

• 如果接收到的packet的GID项中最高位为FE80_0000_0000_0000h，则不允许该packet被送出当前子网，它将被静默丢弃。

多播规则

  多播GID用于标识CA和路由器上的一组端口。

上图是多播包的GID构成，其中：

• 128位GID地址中将最高位为1111 1111b (FFh)作为组播GID地址；
• Flags是4-bits的标志，且前三bit保留并定义为零，最高位T的定义如下:T = 0表示这是一个永久分配的组播GID，T = 1表示这是非永久分配(即瞬态)的组播GID；
• Scope是一个4位的组播作用域值，用于限制组播操作的作用域；

多播地址的使用规则如下：

1. 一个CA或路由器可以加入一个或多个多播组；
2. 多播GID不会出现在packet的SGID项中；
3. 多播GID ff02:0:0:0:0:0:0:0:1是链路本地多播GID，路由器不将具有该DGID的报文路由到本地子网外。该GID用作DGID时，用与向子网中所有具有多播功能的CA广播；
4. 此外，IPv6规范在RFC2375和RFC2373中定义了一组保留地址。除非有明确说明，否则IBA不会将这些地址用于IBA组播操作，而是将它们保留给原始IPv6使用。

分配端口的子网ID和GUID

• 在设备的配置阶段中，子网管理器（SM）将为子网下的端口都分配相同的子网ID。

  端口分配的GID的低64位由全局唯一标识符（GUID）组成。在设计时至少有一个由CA、交换机或路由器制造商分配的GUID。虽然端口是在上电后由SM分配地址，但GUID可以持久地识别以下每一项:

• 设备；
• CA或路由器上的每个端口；
• 交换机的0号端口(管理端口)；

该标识符构成如下，内部包括：

• 24-bits的公司ID，第6bit作为通用域/局部域标志，通常为1；
• 40-bits的扩展ID，作为公司内部的编号使用；

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