超級(jí)計(jì)算中心網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、高性能計(jì)算是信息技術(shù)的一個(gè)重要分支，被公認(rèn)是繼理論和實(shí)驗(yàn)科學(xué)之后，人類認(rèn)識(shí)未知世界的第三大方法，高性能計(jì)算水平也已成為衡量一個(gè)國家核心競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵指標(biāo)。超級(jí)計(jì)算中心作為提供高性能計(jì)算能力的一個(gè)主要場(chǎng)所，已從封閉走向開放，超級(jí)計(jì)算中心的網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的可靠性、可用性、安全性也變得非常重要。 本論文對(duì)超級(jí)計(jì)算中心的網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。從Internet 出口鏈路、超級(jí)計(jì)算中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)及超級(jí)計(jì)算機(jī)三個(gè)層面，對(duì)數(shù)據(jù)傳

2、輸進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定問題的主要原因在負(fù)載不均衡。特別是國產(chǎn)超級(jí)計(jì)算機(jī)，由于技術(shù)水平的原因，雖然有多個(gè)接入結(jié)點(diǎn)和多個(gè)存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)，但由于這些資源是共享的并且它們的調(diào)度是靜態(tài)的，當(dāng)有多個(gè)用戶同時(shí)集中使用或單個(gè)用戶大量使用其中某些資源時(shí)會(huì)引起嚴(yán)重的負(fù)載不均衡從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟环€(wěn)定。 為此，論文重點(diǎn)設(shè)計(jì)了超級(jí)計(jì)算中心的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。采用七層交換機(jī)方便地解決了Internet 出口鏈路的負(fù)載均衡問題，采用冗余的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)解決了內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)

3、的負(fù)載均衡，在可靠性、可用性和安全性方面也做了大量的工作。 論文的另一部分重要工作是在LVS集群軟件的基礎(chǔ)上提出了一種新的具有良好適應(yīng)性的負(fù)載動(dòng)態(tài)反饋調(diào)度算法。目前，LVS軟件中共有八種調(diào)度算法，它們均屬于靜態(tài)調(diào)度算法。由于靜態(tài)調(diào)度算法在很大程度上依賴于調(diào)度任務(wù)和服務(wù)器的靜態(tài)屬性，而我們知道，任務(wù)具有波動(dòng)性，且外界環(huán)境也在不斷地變化，因此通常靜態(tài)調(diào)度算法無法很好地實(shí)現(xiàn)負(fù)載的均衡。為了將任務(wù)更均衡地分配給各后端服務(wù)器，論文提出了動(dòng)

4、態(tài)反饋調(diào)度算法。動(dòng)態(tài)反饋調(diào)度算法通過監(jiān)視和評(píng)估各個(gè)服務(wù)器的當(dāng)前負(fù)載，然后由此選擇負(fù)載最輕的服務(wù)器去處理新的任務(wù)。 最后，利用搭建的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，對(duì)動(dòng)態(tài)反饋調(diào)度算法進(jìn)行評(píng)測(cè)。為模擬負(fù)載不均衡的情況，論文對(duì)其中一臺(tái)服務(wù)器加上額外的負(fù)載。測(cè)試結(jié)果表明，相比其它調(diào)度算法，動(dòng)態(tài)反饋調(diào)度算法能夠更好地完成負(fù)載均衡的任務(wù)。特別地，采用動(dòng)態(tài)反饋調(diào)度算法，使系統(tǒng)具有可伸縮的功能。由于集群系統(tǒng)中的負(fù)載均衡器定期收集后端服務(wù)器的相關(guān)信息，因此某臺(tái)服務(wù)器出