长距离
计算机系图文专业.还有这专业[目录]目 录摘 要 IABSTRACT II第一章 引言 11.1 课题研究的目的与意义 11.2 国内外研究现状 11.3 论文各部分的内容安排 3第二章 集群通信与GM协议 42.1 集群通信系统概况 42.1.1高性能可扩展集群及其通信系统 42.1.2集群通信系统体系结构 62.1.3集群通信系统研究目标 72.1.4常用集群系统通信技术 82.1.5几个有代表性的集群通信系统 112.2 基于MYRINET的GM协议 142.2.1 Myrinet简介 142.2.2 GM协议分析 162.2.3 Myrinet的性能 18第三章 基于共享内存的CLUMPS结点本地通信优化 203.1 CLUMPS的结构 203.2 CLUMPS要解决的两个问题 213.2.1 互连网络仍是影响集群通信性能的瓶颈 213.2.2基于消息传递的本地通信性能受限 223.3 CLUMPS结点内部的共享内存通信 233.3.1 AM-II的本地通信机制 233.3.2 FMP_Shmem概述 243.3.3 FMP_Shmem的数据结构与算法描述 253.3.4 FMP_Shmem的性能 26第四章 支持多通道网络通信的高性能MPI 304.1 支持多通道网络通信的集群底层通信协议MNC 304.1.1 多通道网络技术 304.1.2 支持多通道网络通信的MNC协议 314.2 MPI标准与MPICH 334.2.1 MPI与MPICH概述 334.2.2 MPICH的体系结构 354.2.3 抽象设备接口(ADI) 364.2.4 Channel接口 374.3 MPICH-MNC的设计方案 404.3.1 配置文件 404.3.2 主要函数的实现 414.4 MPI与PVM的比较 434.4.1 PVM概述 434.4.2 PVM-GM的实现及其与MPI的性能对比 44第五章 结论与展望 47参考文献 49本人简历 52攻读硕士学位期间发表的学术论文 52致 谢 53[原文]通信性能是影响集群系统实际并行处理效率的关键,因此高性能通信系统的研究在整个集群系统中占有非常重要的地位,并且一直是近几年国内外研究的热点。Myrinet是集群系统普遍采用的互连网络,具有高带宽、低延迟、扩展性好等优点。基于消息传递的用户态通信协议GM充分利用了Myrinet硬件结构的特点,为上层通信系统或用户应用程序提供高性能高可靠的通信服务。本论文针对集群通信的需要,主要贡献如下:1.综述了集群通信的研究目标以及已有的实现技术。基于对一种成熟的集群用户态通信协议GM的分析,针对GM的限制以及可以改进的空间,提出了集群通信面临的新问题。2.设计并实现了一种基于共享内存的集群系统本地通信协议FMP_Shmem,优化了CLUMPs(CLUsters of MultiProcessors)的本地通信性能。CLUMPs由SMP结点互连而成。由于SMP机器的性能价格比较高,CLUMPs成为超级计算的潮流。FMP_Shmem充分利用了SMP结点的硬件特点,采用共享内存机制在结点内部交换数据。它为每个进程分配独立的发送队列和接收队列,避免了进程间的互斥操作。相比较不采用共享内存机制的GM本地通信性能(延迟26μs,带宽105MB/s),FMP_Shmem的本地通信测试结果可达到延迟2.84μs,带宽272MB/s,性能优化的幅度相当大。 [参考资料][1] 申俊. 机群系统通信技术研究:[博士学位论文]. 北京:清华大学计算机系,1999[2] Jarek Nieplocha, Jialin Ju, Edoardo Apra. One-sided Communication on the Myrinet-based SMP Clusters using the GM Message-Passing Library. In: Proc. 15th Intl. Parallel and Distributed Processing Symposium, Workshop on Communication Architecture for Clusters (CAC’01) (April 2001), Held in conjunction with IPDPS 2001. IEEE TCPP and ACM, Springer-Verlag. [3] E.L. Lusk, W. W. Gropp. A taxonomy of programming models for symmetric multiprocessors and SMP clusters. In: Proceedings of Programming Models for Massively Parallel Computers, 1995, pages 2-7.[4] Frohlich, A.A., Schroder-Preikschat, W. SMP PCs: a case study on cluster computing. In: Euromicro Conference, 1998. Proceedings. 24th, Volume: 2, pp. 953-960. [5] Salvador Coll, Eitan Frachtenberg, Fabrizio Petrini, et al. Using Multirail Networks in High-Performance Clusters. In: IEEE Cluster Computing, 2001, Newport Beach, CA, October 2001, pp. 15-24.[6] T. Von. Eicken, D. E. Culler, S. C. Goldstein, et al. Active Messages: a Mechanism for Integrated Communication and Computation”. In: Proceedings of the 19th International Symposium on Computer Architecture. Gold Coast, Qld., Australia. May 1992. pp. 256-266.[7] See: http://www-csag.ucsd.e/projects/clusters.html[8] M. Lauria, A. Chien. MPI-FM: High Performance MPI on Workstation Clusters. In: Journal of Parallel and Distributed Computing, Jan. 1997, 40(1), pp. 4-18.[9] Tourancheau, B., Westrelin, R. Study of the medium message performance of BIP/Myrinet. In: Proceedings. IEEE International Conference on Cluster Computing, 2000, pp. 65-72.[10] Joachim M. Blum, Thomas M. Warschko, Walter F. Tichy. PULC: ParaStation User-Level Communication, Design and Overview. In: Proceedings of the International Workshop on distributed High Performance Computing and Gigabit Wide Area Networks, in Lecture Notes in Control and Information Sciences Essen, Germany, September 1-5, 1998. Springer, pp. 498-509.[11] See: http://www.parastation.com/index.html[12] See: http://www.myri.com/myrinet/overview/index.html[13] Boden, N.J., Cohen, D., Felderman, R. E., et al. Myrinet: a gigabit-per-second local area network. In: IEEE Micro, Volume: 15 Issue: 1, Feb. 1995, pp. 29-36.[14] See: http://www.myri.com/scs/index.html[15] 张继超,常迪,郑纬民,等. 适用于Myrinet网络的用户态通信协议设计与实现分析. 计算机应用,已录用未出版.[16] See: http://www.myri.com/myrinet/performance/index<font color=aaaaff>..</font>