先鋒光纖通道交換網MPI通信庫的設計.pdf

1、集群內部節(jié)點間互聯(lián)通信技術對集群系統(tǒng)的并行計算效率、可擴展性有著重要的影響。目前流行的高速互聯(lián)網絡有Myrinet、SCI等，但這些網絡結構復雜且價格十分昂貴。由西北工業(yè)大學康繼昌教授提出的“先鋒信令尋徑式計算機網絡<'[1]>”具有信道靈活、通信延遲小、效率高、成本低等優(yōu)點，適合用作集群系統(tǒng)的高速互聯(lián)網絡。本文研究基于先鋒光纖通道交換網的MPI并行通信庫。 在美國阿爾貢國家實驗室開發(fā)的MPICH基礎上，結合先鋒光纖通道交換網的

2、特點，設計了基于先鋒光纖通道交換網絡的MPI并行通信庫(簡稱FC_MPI)。針對傳統(tǒng)傳輸機制的不足提出了新的通信機制：當數據量較小時采用傳統(tǒng)的內核緩沖區(qū)通信方式；當數據量較大時利用“零拷貝”技術，使數據在網絡設備與用戶程序之間直接傳遞，消除了數據在用戶程序和內核之間的拷貝；當傳輸信令幀時通過“I/O域重映射”技術，由用戶程序直接對網絡設備的基地址寄存器進行讀寫，減少了頻繁陷入內核帶來的開銷。 為了使先鋒網應用于中尺度大氣數值模擬

3、，通過對國際上廣泛使用的中尺度數值氣象預報模式MM5的分析，設計了FC_MPI的MPI層點對點通信和群組通信接口。并給出了將MM5移植到先鋒光纖交換網絡并行通信環(huán)境的方法及要點。 本論文的研究得到國家863計劃引導項目“中尺度數值天氣預報大規(guī)模并行計算高性能網絡開發(fā)”(2003AA001018)的資助。于2006年8月通過了科技部驗收，將應用于浙江太極信息技術有限公司的“華云神箭高性能氣象數值預報系統(tǒng)”中，為各級氣象部門提供準確