集群計(jì)算系統(tǒng)光互連網(wǎng)絡(luò)研究.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，許多領(lǐng)域?qū)Υ笠?guī)模、超大規(guī)模計(jì)算系統(tǒng)處理性能的要求越來(lái)越高。提高計(jì)算系統(tǒng)性能的一個(gè)重要途徑就是采用并行處理技術(shù)。集群(Cluster)系統(tǒng)是并行處理系統(tǒng)的一種重要體系結(jié)構(gòu)。它由工作站或高性能微處理機(jī)通過(guò)高速互連網(wǎng)絡(luò)連接而成，是構(gòu)成未來(lái)高性能計(jì)算系統(tǒng)和超級(jí)服務(wù)器的主要硬件平臺(tái)。在高性能計(jì)算系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程中，集群(Cluster)由于可擴(kuò)展性強(qiáng)，性價(jià)比高等優(yōu)勢(shì)己逐步發(fā)展成為當(dāng)今世界高性能計(jì)算機(jī)的主流體系結(jié)構(gòu)。

2、集群系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)數(shù)的增加和單機(jī)微處理器速率的增加要求集群互連網(wǎng)絡(luò)具有超大容量、交換快速的性能特點(diǎn)。傳統(tǒng)的電互連方式受“電子瓶頸”的影響，其傳輸和交換速率已接近理論極限，不可避免的在帶寬、交換速度等方面阻礙了并行處理能力，阻礙了集群系統(tǒng)整體性能的進(jìn)一步提高。光互連具有高帶寬、低延遲、轉(zhuǎn)發(fā)速度快等優(yōu)點(diǎn)，能夠突破電互連的“電子瓶頸”限制，成為集群系統(tǒng)互連網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)。 本文針對(duì)上述問(wèn)題，將高速光互連網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于集群計(jì)算系統(tǒng)的互

3、連網(wǎng)絡(luò)，在課題組前期工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了基于光交叉連接(OXC)的集群光互連網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 作為重慶市教委科技攻關(guān)項(xiàng)目《機(jī)群互連系統(tǒng)中的光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究》(項(xiàng)目編號(hào)：020506)中的一個(gè)子課題，本文在對(duì)集群系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和對(duì)光互連中的光傳輸和光交換進(jìn)行探討分析的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于光互連網(wǎng)絡(luò)的集群計(jì)算系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)測(cè)試改進(jìn)，并在此基礎(chǔ)上提出一種基于光交叉連接(OXC)的實(shí)現(xiàn)超高速、超大容量數(shù)據(jù)交換的集群光互連網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)