这篇文章讨论了up/down InfiniBand路由算法。这个帖子还是比较基础的。但是，读者应该对网络有很好的理解，并且熟悉InfiniBand的概念。

多个InfiniBand路由引擎可以在网络上进行配置，例如Min Hop、Up Down、Down Up、Fat Tree等（请参阅opensm）。在Clos/fat tree网络中，最常用的InfiniBand路由算法是Up/Down（UpDn）和Fat Tree。

注意：这包括使用主交换机和1U交换机构建的树形结构。物理交换机外壳的两个级别代表了3个交换机ASIC层，因为每个主交换机包含2个ASIC层。

1、Up/Down（UpDn）路由算法

与大多数InfiniBand路由算法一样，UpDn使用可用于任何两个端点之间的最短路径。它可以路由连接了InfiniBand交换机和HCAs的任何集合。与MinHop不同的是，UpDn可以保证在fabric中不存在信用环路。UpDn从由交换机ASIC组成的“root”或顶层fabric的列表开始。此列表由子网管理器（SM）标志--root_guid_file 设置。这是一个简单的文本文件，每个全局唯一ID（GUID）的root ASIC都有一行。虽然UpDn具有自动发现root ASIC的选项，但强烈建议提供一个root_guid_file 。如果更换了root 交换机ASIC或拓扑扩展，必须更新root_guid_file ，并且每个SM必须具有GUID file的相同副本。

UpDn算法从root 交换机ASIC开始，我们将其称为距离0 (zero)。然后，该算法查找距离root 交换机一跳（one link）的每个交换机ASIC。这些ASIC可以被视为距离1，因为它们距离root 交换机一跳。然后，该算法发现距离root 交换机两跳的所有交换机ASIC，这些可以视为距离2。这个过程一直持续，直到每个交换机ASIC都被分配到距离root的距离。以下图示例显示了带有分配距离的3层fabric。

这个过程生成了一个广度优先生成树（BFSP），类似于以太网中使用的生成树协议（STP）的方法。与STP不同，UpDn允许多个root，努力为每一对终端节点之间提供尽可能多的路径。然后，UpDn算法找到每一对终端节点之间的所有可能的最短路径。接下来，UpDn丢弃包含从距离N ASIC到距离N+1 ASIC的跳，然后再跳回距离N的任何路径。换句话说，它丢弃了任何向“下”（远离roots）然后“up”（朝向roots）的路径。合法路径可以up、down、or up and then down，或保持在同一级别，但不能down然后up。通过丢弃这些路径并不在交换机中进行配置，UpDn确保了路由中没有逻辑环路和可能导致流量停滞的信用环路。

以下图示例显示了允许和不允许的路径示例：

注意：节点E和F之间的两条潜在路径长度相同（跳数相同），但只有一条遵守了UpDn规则。不允许的路径包含一个DnUp段。

UpDn（和Fat Tree）路由拓扑的信用环路自由特性对于可靠的网络运行至关重要。

然而，由于某些潜在路径被丢弃，存在一种情况，即一对终端节点可能会断开连接，无法相互通信。

在opensm配置文件中将calculate_missing_routes选项设置为TRUE（默认值）将以信用环路自由的方式使用UPDN和Fat Tree路由，保证了fabric中所有终端之间的连通性。

例如，考虑一个不同的fabric，其中有节点连接在leaf交换机的“above”（节点G、H和J）。连接到L1交换机（A、B、C等）的节点具有与节点G、H和J之间的合法UpDn路径。节点G和H之间存在合法的UpDn路径。然而，G和J之间不存在合法路径，这些节点将无法相互通信。将calculate_missing_routes设置为TRUE将为所有终端提供信用环路自由的路由。

可能存在一些节点不需要相互通信的情况（例如，不相互通信的存储节点）。然而，这种情况比较罕见。对于Clos-5三层fabric，最佳实践是不将节点连接到L2交换机。

注意：上述图表同样适用于两种不同情况：一个由3层1U交换机构建的fabric，以及一个使用两个主交换机和位于它们下方的1U交换机的fabric。在后一种情况下，节点E、F和G代表连接到主交换机leaf子模块的节点。

2、离散端口

在将逻辑路径分配给物理链路时，UpDn算法尝试将相同数量的路径映射到每个链路，以最大化可用带宽的利用。这种平衡是静态完成的，没有关于实际工作负载和流量模式的了解。路径平衡决策是在每个交换机上本地制定的，不假设任何关于物理拓扑的内容。由此产生的路径分配可能对典型的Clos/Fat Tree工作负载不是最佳的。

MinHop和UpDn路由引擎都提供了一个名为“scatter-ports”的路由选项。它指示路由算法将路径对链路的本地分配随机化，这通常会导致更好的链路利用率。scatter-ports选项需要一个整数参数，用于生成随机数的种子。建议使用质数作为种子；种子为零将关闭随机化。

注意：scatter-ports配置仅在运行在主机（或UFM）上的SM上可用，如果SM运行在交换机上，则不支持该配置。