并行系統(tǒng)零拷貝通信優(yōu)化技術(shù)的研究.pdf

1、集群系統(tǒng)在近年來(lái)已經(jīng)逐漸成為并行計(jì)算實(shí)現(xiàn)載體的主流。隨著計(jì)算結(jié)點(diǎn)性能的不斷提高,集群系統(tǒng)的通信性能已經(jīng)成為影響并行計(jì)算性能的一個(gè)重要因素。為了使得高性能計(jì)算達(dá)到實(shí)用化,并且滿足計(jì)算節(jié)點(diǎn)間通信需求,就必須提高通信系統(tǒng)的性能。但是新型的高速網(wǎng)絡(luò)常常價(jià)格昂貴,而傳統(tǒng)的低效網(wǎng)絡(luò)又因?yàn)椴荒軡M足高性能通信需要而得不到有效利用。因此,對(duì)并行集群通信底層的通信效率進(jìn)行提高,將已有的通信資源充分利用起來(lái)是目前的研究熱點(diǎn)之一。
　　 本文圍繞著如何

2、提高并行集群的通信效率展開研究工作,主要內(nèi)容包括:
　　 1.闡述了并行計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),并行計(jì)算的重要載體集群系統(tǒng)的發(fā)展,說明了通信系統(tǒng)的發(fā)展對(duì)集群系統(tǒng)計(jì)算效率的提高和適用范圍的擴(kuò)大具有重要意義。著重研究了應(yīng)用于并行計(jì)算的高性能通信優(yōu)化技術(shù)。在分析消息傳遞過程的內(nèi)核代碼基礎(chǔ)上,分別從應(yīng)用層通信、系統(tǒng)層通信、UDP/IP協(xié)議通信三方面,對(duì)并行集群系統(tǒng)通信時(shí)間開銷進(jìn)行研究。根據(jù)輕量級(jí)通信協(xié)議與零拷貝通信協(xié)議的特點(diǎn),有針對(duì)性的提出

3、了通信性能優(yōu)化的方法,提高通信底層的通信效率。
　　 2.在現(xiàn)有的集群試驗(yàn)環(huán)境基礎(chǔ)上,使現(xiàn)有的零拷貝技術(shù)更具有實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用性能。通過對(duì)靜態(tài)緩沖區(qū)分配、動(dòng)態(tài)緩沖區(qū)分配策略進(jìn)行分析比較,并且針對(duì)復(fù)雜的應(yīng)用層協(xié)議,提出一種不依賴操作系統(tǒng)或特殊硬件支持的,可自控的緩沖區(qū)管理的集群零拷貝通信優(yōu)策略。經(jīng)過并行測(cè)試、Ping-pong測(cè)試、socket通信傳輸速率測(cè)試、cpu利用率測(cè)試等試驗(yàn)。結(jié)果表明,經(jīng)過優(yōu)化后的通信系統(tǒng)和原有系統(tǒng)相比在數(shù)