【摘要】：高性能計算機技術(shù)對國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域都有著重要的促進作用,已經(jīng)成為國家科技實力的重要象征。高性能計算機系統(tǒng)包含了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒙酚善�、計算和存儲等主要功能模塊,涉及了路由算法、流控機制等策略和算法,其仿真器的設(shè)計對系統(tǒng)的更新和升級十分關(guān)鍵。本文搭建了高性能計算機網(wǎng)絡(luò)仿真平臺HPCSim,該仿真平臺包括了自動化仿真組件PySim,基于OMNeT++的離散事件仿真器以及數(shù)據(jù)可視化工具PyVisual。本文在仿真平臺搭建中引入了硅光互聯(lián)技術(shù)并建立了硅光鏈路模型,該技術(shù)相對于傳統(tǒng)電互聯(lián)技術(shù)具有更高的通信密度,更低的功耗和更遠(yuǎn)的傳輸距離。在路由器建模上,本文實現(xiàn)了基準(zhǔn)路由器,并提出了針對全緩存路由器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方法,在減少路由器流水線級數(shù)的同時,還降低了交叉開關(guān)緩存的開銷,除此之外還設(shè)計了類似天河2號路由器結(jié)構(gòu)的層次化路由器,優(yōu)化了交叉開關(guān)緩存結(jié)構(gòu)。本文還實現(xiàn)了通用Fat-tree網(wǎng)絡(luò)模型以及天河2號互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)模型,并提出了根據(jù)路由器負(fù)載選擇路由路徑的自適應(yīng)路由算法。本文在搭建的仿真平臺上仿真并分析了各種網(wǎng)絡(luò)模塊結(jié)構(gòu)以及網(wǎng)絡(luò)配置對高性能計算機性能的影響,基于仿真結(jié)果得出所設(shè)計的全緩存路由器和層次化路由器相對于基準(zhǔn)路由器在均勻注入下有20%的吞吐率提升,且所構(gòu)建的Fat-tree網(wǎng)絡(luò)和天河2號網(wǎng)絡(luò)最大能夠達到95%的吞吐率,并且本仿真平臺的仿真結(jié)果與其他仿真平臺相比,最大誤差在11%以內(nèi)。
【圖文】：

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文為可視化工具，它通過分析網(wǎng)絡(luò)仿真的結(jié)果生成可視化的數(shù)據(jù)，用于驗證和分析網(wǎng)絡(luò)模塊的功能和性能。MARS 為離散事件仿真器，它有兩個關(guān)鍵的組件，分別為計算節(jié)點模型和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)模型，其中計算節(jié)點模型通過分析 Dimemas 提供的MPI 流量或利用內(nèi)置人工流量生成模塊來產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)流量，而網(wǎng)絡(luò)模型包括了網(wǎng)絡(luò)路由器和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)�，它們描述了�?shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂胶土骺夭呗浴?

圖 2-9 NRC 路由器結(jié)構(gòu)[4]Fig. 2-9 Structure of NRC天河 2 號的 NRC 每個端口都連接了一個雙向的通道，其中每個方向的通路包括了 8 路的 SerDes，，每路 SerDes 的帶寬為 14Gbps，因此每個端口的單向帶寬為112Gbps，雙向帶寬為 224Gbps，路由器的雙向總帶寬為 5.376Tbps。數(shù)據(jù)包進入與瓦片相連的端口后，通過路由計算得到輸出端口，并獲得輸出端口所在一列和輸入端口所在行的交叉的瓦片，然后把數(shù)據(jù)包發(fā)送到交叉瓦片的輸入緩存中，數(shù)據(jù)包通過交叉瓦片的輸入緩存和交叉開關(guān)到達交叉瓦片的輸出緩存中，輸出端口的 4 選 1 多路選擇器選通交叉點瓦片的輸出緩存，將其中的數(shù)據(jù)包發(fā)送到輸出端口，從而完成數(shù)據(jù)從輸入端口到輸出端口的整個過程。NRC24portNRC24port12portNRC12portNRC12portNRC12portNRC
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP38

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 胡農(nóng)達;王達偉;孫凝暉;;胖樹中的分布式動態(tài)容錯路由[J];計算機學(xué)報;2010年10期

2 王達偉;曹政;劉新春;游定山;孫凝暉;;高性能互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)交換機研究與設(shè)計[J];計算機研究與發(fā)展;2008年12期

本文編號：2594621