基于HPC的RoCE网络和InfiniBand网络性能对比

高性能计算(High Performance Computing,HPC)系统的通信接口一直在不断发展,然而对新一代的无限带宽(InfiniBand,IB)互联与RoCE互联在性能上的对比缺乏研究。文章从消息传递接口(Message Passing Interface,MPI)基准程序、HPC基准程序以及HPC应用程序等多个方面,提出了一套实验方法对IB互联和RoCE互联进行性能评估。结果表明,在拥塞条件下RoCE相较于IB有更好的网络性能;在MPI场景下,RoCE网络的通信性能略高于IB网络;在HPC基准程序测试中,RoCE方案相较于IB方案浮点性能略高但综合性能相当;在不同的终端应用场景下,RoCE方案和IB方案的性能则各有高低。

InfiniBand:一种新型的高速互连网络

随着计算能力向数据中心的集中,消除性能瓶颈和改进系统管理变得比以往更加重要。I/O子系统是造成这类问题的关键。InfiniBand被认为是可以消除当前I/O架构性能瓶颈的一种新的I/O技术。该文首先分析当前I/O系统的瓶颈问题,然后从IBA整体架构、层次结构、通信机制与VI架构、链路特性与服务质量等方面介绍了InfiniBand的具体情况,最后将Infiniband与其它一些高性能互连网络和标准进行了比较。

基于Infiniband技术构建高性能分布式文件系统-Lustre

介绍了基于对象的分布式文件系统Lustre,分析了其通信机制,重点介绍了Infiniband以及IPOIB技术。基于Infiniband技术构建了高性能Lustre文件系统。通过对该系统进行性能测试并将其与千兆以太网条件下的Lustre进行了比较,可以看出Infiniband技术极大地提高了Lustre的性能,具有很大的潜力。最后介绍了下一步的工作。

SAN互联新技术——InfiniBand

SAN是目前的主流存储技术，但随着网络上的信息的爆炸性增长， SAN的传统互联技术成了新的瓶颈,市场上迫切需要新的互联技术 ,目前的主流技术有 InfiniBand和iSCSC，该文介绍了 InfiniBand及其体系结构,并对InfiniBand与iSCSI进行了比较分析。

InfiniBand交换机制的研究

随着计算能力向数据中心的集中,消除数据通信性能瓶颈和改进系统管理变得比以往更加重要,I/O子系统是造成这类问题的关键。InfiniBand是被认为可以消除当前I/O架构性能瓶颈的一种新的I/O技术,这种基于交换式的I/O新技术的核心就是交换机。文章介绍了InfiniBand技术,着重分析了InfiniBand交换机的功能,最后给出了交换机的架构模块设计方案并对交换机的性能进行了分析与比较。

Infiniband网络架构下RTI通信机制研究

复杂系统的协同仿真中需要运行支撑软件RTI(Run Time Infrastructure)来解决异构模型、异构仿真软件间的数据交互的问题.但RTI的TCP/IP通信机制却无法使得HPC(High Performance Computer)的高速网络Infiniband(IB)在仿真中发挥最大的优势.针对这一问题,本文提出在IB网络架构下基于RDMA(Remote Direct Memory Access)通信机制对RTI进行优化,并以开源HLA项目CERTI软件为基础,研制运行在IB网络下的IB-CERTI软件,最后在不同网络环境下进行对比实验,实验结果证明了IB—CERTI软件在仿真通信中的高效性,特别是仿真邦员间的交互数据量越大,越能提高仿真数据传输效率.

用胖树拓扑构建InfiniBand集群系统的分析与研究

对高性能集群来说,网络结构的互连模式对系统的性能有着举足轻重的影响。InfiniBand规范大大地提高了网络传输带宽,而胖树拓扑结构则以其突出优点——无阻塞传输和等分带宽等特性,目前已被广泛应用。在简要描述InfiniBand技术和胖树拓扑结构的基础上,尝试把二者结合起来,针对剪枝胖树拓扑对平均传输延迟的影响这一关键问题进行分析研究,并据此对构建大规模集群系统做出设计。

基于通信优化的Infiniband集群MPI作业加载

针对如何缓解Infiniband集群中因通信冲突引起的MPI程序性能下降问题进行了研究,从系统管理的角度出发,提出了通过改变进程映射来优化MPI作业加载方案从而优化应用程序通信性能的方法,设计了用于评价MPI作业加载方案的通信性能损失系数(CPLR)指标,基于模拟退火算法设计了优化加载方案的搜索算法,并对所提出的指标和算法进行了实现和测试。测试结果表明,经过优化加载后的MPI程序在通信性能上有一定程度的提高。

InfiniBand结构中SDP协议分析

InfiniBand是一种新型宽带互联结构,可以提高CPU之间、服务器各设备之间、网络域之间的通信速率。SDP是InfiniBand结构中一种轻量级通信协议,保持了TCP/IP上的SOCK_STREAM套接字语法,通过旁路操作系统内核,实现了零拷贝,从而大大提高了传输速率。文章介绍了InfiniBand的互联结构和通信模式、分析了SDP协议在系统中的结构模型。最后从缓冲模型、连接建立过程和数据传输机制等方面分析了SDP的具体执行过程。

面向InfiniBand数据中心的区别化传输层带宽划分机制

数据中心已经成为提供资源和服务的重要平台,在虚拟化基础上部署的多种应用对网络性能提出了更加严格和多样化的需求,从而促使改变以传统TCP为中心的传输层结构.文中从数据中心环境的特性出发,归纳得到改进数据中心网络传输层设计的3个方向.在深入剖析InfiniBand(IB)互联传输优化相关技术的基础上,文中提出了一种更好的支持网络可感知、应用可区分、策略可管理的数据中心网络新型传输控制模型.文中对IB传输控制核心的IB拥塞控制算法及其参数进行了深入的分析,证明了在流级通过区别化的拥塞控制参数配置能够实现成比例的带宽划分.最后,在真实系统中的实验验证了通过参数的动态配置能够保持租户级的公平带宽共享,更好支持云数据中心的带宽隔离需求.

高性能InfiniBand通信卡设计与实现

InfinBand是一种新型高性能互连技术,既可作为系统内部互连技术又可作为网络互连技术。目前,在直接支持InfiniBand接口的高端计算机系统问世之前,可为基于PCI/PCI-X体系结构的计算机系统设计InfiniBand通信接口卡,实现InfiniBand主机通道适配器HCA的功能,将现有计算机接入高性能InfiniBandSAN,或接入基于InfiniBand的高性能集群系统。本文提出了一种高性能InfiniBand通信接口卡的设计方案,并对其关键实现技术进行了研究,介绍了In-finiBand通信接口卡的功能部件及设计要点,以及通信接口卡的实现要点。

InfiniBandⅢ型集群系统可视化监测工具的实现方法

随着集群系统的广泛应用,用户对系统的综合性能要求显得越来越重要。该文在基于InfiniBand[1]ⅢPC集群的平台上,通过对目前常用的监测系统的分析,针对它们所共有的一些不足之处,在其基础上开发了一个实用的对并行处理过程的可视化监测工具。工具通过lm_sensors获取硬件信息,以proc文件获取负载信息,并通过MPE生成记录并行程序执行过程的log文件,具有能以图形方式实时显示硬件信息和系统节点负载信息,以及需要时可以用图形方式重现程序执行过程的功能。

用于高性能网络服务器的InfiniBand体系结构

随着Internet数据中心的快速发展 ,基于传统PCI总线的网络服务器越来越难以胜任数据密集型应用的要求。采用InfiniBand体系结构 (IBA)的高性能网络服务器可以充分发挥InfiniBand结构的优势 ,改善系统的I/O吞吐能力。首先介绍了当前总线技术面临的巨大问题 ,随后对InfiniBand体系结构的基本概念进行了介绍 ,对其主要特点做了深入分析 ,并将InfiniBand技术与其它互连技术做了比较 ;最后 ,提出了一个利用现有InfiniBand产品构建高性能网络服务器的结构。

InfiniBand服务器接口机协议转换的设计与分析

随着Internet数据中心的快速发展,正在采用的InfiniBand体系结构的网络服务器将成为机群服务器的主流。本文以Infiniband协议为由得出协议转换是最佳方案,然后介绍了IB与IP协议转换的基本原理,最后提出了一种嵌入式接口机的协议转换方案,并用实验证实了它是优于IPoIB的解决方案。

InfiniBand交换网路由表目的重命名算法的研究与实现

文章针对InfiniBand路由表按目的ID确定输出通道的要求,在up*/down*路由算法计算出的全局路径表的基础上,给出了一种使用目的重命名生成路由表的算法。由于保持了up*/down*路由算法的良好特性,因此它是一种适用于任意网络拓扑的IBA并且保证无死锁的路由表生成算法。最后还分析了该算法对路由表的规模,目的ID的影响和可避免的冲突数三项性能指标。

基于InfiniBand的SAN存储系统研究

InfiniBand是一种新型高性能互连技术,它采用基于通道的高速串行链路和可扩展的光纤交换网络替代共享I/O总线结构,提供了高带宽、低延迟、可扩展的I/O互连,克服了传统I/O总线结构的种种弊端。本文提出了一种基于InfiniBand的SAN(IBSAN)存储系统方案,并对其关键技术进行了研究。

InfiniBand交换机基板管理的研究与实现

作为一种互连技术,InfiniBand技术具有高带宽、低延时等许多优势,被认为是消除当前I/O架构性能瓶颈的一种新途径。InfiniBand子网实现了数十个到数百个节点间的高速互连与数据传输。目前,InfiniBand技术已在高性能计算领域得到广泛应用,正逐渐成为高性能计算互连的首选协议。基板管理实现对InfiniBand交换机和接口适配器的硬件管理,是InfiniBand网络管理中的重要组成部分。高效的基板管理对提高InfiniBand网络的可用性具有重要意义。本文详细分析了基板管理在InfiniBand交换机中的实现模型,并描述了IBS216Q交换机中基板管理的实现方法。

InfiniBand集群监控工具CLS的设计与实现

集群的监控和管理工具多种多样,设计方法也有很多,本文综合国内外多种集群系统的性能检测工具设计方法的优点,结合面向对象设计思想,主要对Infiniband网络性能监控和并行程序监控进行改进,在RedhatLinux系统下使用C语言和QT实现可视化的图形监控和管理工具。

10 GE-InfiniBand网关的研究与设计

为了使InfiniBand(简称IB)网络和万兆以太网这两种高速互连网络相互融合,实现它们之间的数据通信,本文对10GE-InfiniBand网关进行了研究设计,采用Ethernet-over-InfiniBand(Eo IB)协议并结合管道网关的设计思想,将万兆以太网的数据帧封装成IB数据报文以达到在IB网络中传输以太网数据帧的目的,实现两种网络之间的无缝融合。

基于InfiniBand网络的MPI实现与分析

近年来,利用普通PC和高速网络搭建集群已经成为构建高性能计算环境的一种趋势。虽然InfiniBand在高性能计算领域还是相对比较新的技术,但是它的丰富特性使得它在高性能领域所占份额日趋扩大。InfiniBand Ar- chitecture(IBA)这种工业标准的主要设计思想是采用支持多并发链接的“转换线缆”技术提供高性能和高可靠性。这篇文章介绍了InfiniBand的体系结构和在InfiniBand上实现MPI的有关技术。最后在集群环境中,用MPI 对InfiniBand网络的各项性能指标进行了测试。