基于共享內(nèi)存多通道網(wǎng)絡(luò)通信的集群通訊技術(shù)研究.pdf

1、在過去幾十年里,大規(guī)模和超大規(guī)模并行性集群處理取得長足進(jìn)展,同時(shí)由于各種原因,這些機(jī)器多采用分布主存或分布式共享主存結(jié)構(gòu),各廠商開發(fā)了針對(duì)特定硬件平臺(tái)的消息傳遞包或庫,如Intel的NX、IBM的EUI、Parasoft的Express和橡樹嶺的PVM等,表現(xiàn)出優(yōu)越的性能,但移植性很差。為了開發(fā)一個(gè)通信性能好、具有可移植性消息庫,各廠商如硬件提供商IBM、Intel、軟件開發(fā)商Parasoft、KAI研究中心,聯(lián)合起來共同研究開發(fā)出一種

2、通用的在不同硬件平臺(tái)和異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)中都能獲得高性能的分布式開發(fā)包MPI,但這只是一種標(biāo)準(zhǔn),具體的硬件和驅(qū)動(dòng)程序構(gòu)成了底層的高性能的通訊層。通訊是影響集群系統(tǒng)實(shí)際并行處理效率的關(guān)鍵,因此高性能通信系統(tǒng)的研究在整個(gè)集群系統(tǒng)中占有非常重要的地位。本文在研究了Myrinet公司提供的運(yùn)行在Myrinet網(wǎng)絡(luò)上的高性能通信協(xié)議GM及擴(kuò)展協(xié)議MNC基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于用戶態(tài)共享內(nèi)存的SMP/Scheme協(xié)議。本協(xié)議具有本地通信進(jìn)程間、節(jié)點(diǎn)間不同進(jìn)程

3、的數(shù)據(jù)快速傳輸特性。
　　本文的主要工作如下:
　　(1)分析了現(xiàn)階段集群通信的發(fā)展?fàn)顩r,介紹了幾種流行的集群通信協(xié)議和技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式,并提出了集群通信面臨的問題。
　　(2)有針對(duì)性地分析了Myrinet網(wǎng)絡(luò)的特性和GM通信協(xié)議以及基于Myrinet多鏈路網(wǎng)絡(luò)通信的高性能MPI實(shí)現(xiàn)方案。MNC協(xié)議作為GM協(xié)議的擴(kuò)展,具有在硬件層進(jìn)行多通道傳輸?shù)奶匦?。本文在詳?xì)分析MNC協(xié)議的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種以跨平臺(tái)為目標(biāo)的分層開發(fā)架