RoCEv2-Booster für 25GigE

1GigE war und ist nach wie vor ein nützliches und praktisches Kameraprotokoll, das lange Industriekabel und einfach zu verwaltende Systeme mit mehreren Kameras oder Hosts über eine vertraute Schnittstelle ohne proprietäre Technologie ermöglicht – Switches und Netzwerkkarten sind von vielen Anbietern in zahlreichen Konfigurationen für unterschiedliche Anwendungen erhältlich.

Im Laufe der Zeit hat der Bedarf an mehr Daten dazu geführt, dass Dual‑GigE‑, N‑BaseT‑ und 10GigE‑Kameras weit verbreitet sind. Dies stellt Anforderungen an die Host‑Rechner, die bei 1GigE noch nicht nennenswert waren. Die Verwaltung von Paketen und der Datentransfer stellen steigende Anforderungen an die CPU des Host-Rechner.

High‑Speed‑Ethernet

Systeme, die auf 1GigE‑ bis 5GigE‑Kameras basieren, hatten im Allgemeinen eine überschaubare CPU‑Auslastung auf dem Hos-Rechner, da optimierte Treiber die Paketverarbeitung unterstützen und größere Paketgrößen (Jumbo Frames) den zusätzlichen Verarbeitungsaufwand senken und die nutzbare Datenrate verbessern.

Bei 10‑GigE‑Kameras zeigen sich jedoch klare Vorteile von DMA‑Verfahren (Direct Memory Access), um Übertragungsengpässe zu vermeiden. RDMA (Remote Direct Memory Access) überträgt dieses Prinzip in das Netzwerk und ermöglicht Datenübertragungen mit geringer Latenz und minimalem Systemaufwand. RoCE (RDMA over Converged Ethernet) geht noch einen Schritt weiter, und RoCEv2 ermöglicht es zusätzlich, die Datenströme zu routen, um die verfügbare Bandbreite gezielt zu steuern.

Mit steigenden Übertragungsgeschwindigkeiten von 25 bis 100 GigE wird dies zu einer wichtigen Methode, um die Netzwerklast und die Belastung des Host-Rechners zu reduzieren. Diese Skalierbarkeit ermöglicht es Ethernet‑basierten Kameras, mit den schnellsten Framegrabber‑Systemen zu konkurrieren.

Balluff BVS CA-GW Kamera mit 25GigE

Grundlagen von RoCEv2

RDMA bedeutet, dass Netzwerkdatenübertragungen ohne Eingriff der CPU erfolgen. Dies unterscheidet sich grundlegend von klassischen Ethernet‑Übertragungen, bei denen jedes Paket geprüft werden muss, um Quelle, Ziel und Nutzdatengröße zu ermitteln. All dies sind Aufgaben der CPU. Mit RDMA ist die CPU‑Auslastung minimal – selbst bei 100GigE‑Geschwindigkeiten liegt sie unter 1 %.

Darüber hinaus ermöglicht der Verzicht auf CPU‑Eingriffe deutlich geringere Latenzen und macht die Netzwerkschnittstelle selbst zum begrenzenden Faktor – nicht mehr die Rechenleistung des Host-Rechners. Die Beseitigung dieses Engpasses macht

Hochgeschwindigkeits‑Ethernet‑Kameras zu einer skalierbaren und praxisnahen Lösung für anspruchsvolle Anwendungen.