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InfiniBa...     

基于InfiniBand网络存储的研究与设计

本文介绍了传统的存储体系结构的缺陷以及网络存储的现状,并探讨一种新型I/O技术-InfiniBand,进而阐述基于InfiniBand的I/O体系结构的研究,以及IB模拟器的设计.     

基于全局地址空间的高效I/O虚拟化方法研究

针对多操作系统核心下网络I/O资源的高效共享问题,提出的基于全局地址空间的I/O虚拟化方法.方法采用了半虚拟化的设计思想,基于全局地址空间支持,主、从核心在通信的关键路径上均可对网络设备直接发起I/O操作,从而获得最佳的I/O虚拟化性能.本文以HPP结构为实例,研究了将提出的I/O虚拟化方法应用到HPP结构下对InfiniBand网络进行虚拟化的关键技术,实现了从核心I/O通信时的OS旁路和主核心旁路.对曙光6000原型系统的测试表明,在主、从核心配置相同的情况下,从核心使用虚拟化InfiniBand的通信性能与主核心相当,I/O虚拟化对应用性能的影响小于2％.     

SCSI RDMA协议在InfiniBand网络上的实现与应用

本文介绍了一种在InfiniBand网络上实现SCSI RDMA协议的方法,对其性能进行了测试和分析,并结合InfiniBand网络,对SCSI RDMA在高性能集群系统上的应用进行了分析和总结.     

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／PC I-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 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InfinBand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。     

服务器I／O技术新进展

按照摩尔定律CPU芯片的性能将不断提升,Intel和AMD公司等芯片厂商竞相推出速度更高的微处理器,推动着PC及PC服务器产品不断更新换代。但是相形之下,I/O技术的进步却显得缓慢得多。多年来PC服务器的I/O系统设计一直存PCI总线作为标准。由于CPU芯片性能不断提升,磁盘容量不断加大,文件大小不断增加,PCI开始显示出它的弱点。在寻找新出路的过程中,出现了一系列的I/O新技术,如PCI-X、光纤通道、iSCSI和InfiniBand等等。那么,在未来的服务器产品中,这些 I/O技术谁将统领天下呢?现在就让我们来逐一审视吧。     

SNFS并行文件系统负载均衡技术的研究与实现

在大规模集群系统的并行运算环境中,I/O效率一直是影响系统整体性能的关键因素,并行文件系统技术是目前解决I/O性能瓶颈的有效途径之一。介绍当前并行文件系统的发展现状以及并行文件系统的类型,阐述SNFS并行文件系统的架构以及负载均衡DLC(分布式LAN客户端)技术的实现原理,并给出大规模集群系统环境中SNFS文件系统负载均衡技术的实现方法,最后,通过实际应用分析说明该技术在提升I/O性能上的优势。     

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。     

一种基于对象的多媒体存储系统优化策略

设计一个实用的分布式多媒体服务系统,存储子系统是其中的一个研究重点.根据多媒体系统的存储特点,从全新的视角提出一种存储子系统设计方案--基于对象的多媒体存储系统(Multimedia Object-based Storage System,MOSS),并分析了MOSS的系统架构和工作流程.与传统的多媒体存储技术相比,对象存储不仅能有效地改善系统I/O性能,还具有较好的安全性.以对象存储原型系统为基础,讨论了热点对象文件的分布和均匀分块优化策略.通过建立与系统相对应的数学模型,对数传率、I/O请求丢失率等性能指标作了定性分析.该研究工作对消除多媒体服务系统I/O瓶颈、进行存储子系统设计具有实际的指导意义.     

云数据中心 I/O 资源池化

近年来,云计算的发展为数据中心带来了新的应用场景和需求.其中,虚拟化作为云服务的重要使能技术,对数据中心服务器I/O系统的性能、扩展性和设备种类多样性提出了更高的要求,沿用传统设备与服务器紧耦合的I/O架构将会导致资源冗余,数据中心服务器密度降低,布线复杂度增加等诸多问题.因此,文章围绕I/O资源池化架构的实现机制和方法展开研究,目标是解除设备与服务器之间的绑定关系,实现接入服务器对I/O资源的按需弹性化使用,从根本上解决云计算数据中心的I/O系统问题.同时,还提出了一种基于单根I/O虚拟化协议实现多根I/O资源池化的架构,该架构通过硬件的外设部件高速互连接口多根域间地址和标识符映射机制,实现了多个物理服务器对同一I/O设备的共享复用;通过虚拟I/O设备热插拔技术和多根共享管理机制,实现了虚拟I/O资源在服务器间的实时动态分配;采用现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array)构建了该架构的原型系统.结果表明,该架构能够为各个共享服务器提供良好的I/O操作性能.     

高性能计算机I/O技术PCI Express分析

分析了PCI/PCI-X架构的I/O瓶颈，然后深入阐述第三代I/O技术PCI Express的特性及其体系结构，最后指出PCI Express作为InfiniBand^TM的重要补充必将在未来计算机I／O体系结构中扮演举足轻重的角色。     

并行网络文件系统PNFS性能评测与分析

传统的网络文件系统难以满足高性能计算系统的I/O 需求,并行网络文件系统——PNFS可以有效地解决传统网络文件系统在可扩展性、可用性和性能上存在的问题。首先对PNFS的体系结构进行了设计,实现了元数据服务器与存储服务器的分离,消除了由于集中服务器结构引发的I/O瓶颈问题。然后,对PNFS的原型系统进行了性能测试,并与相同环境下NFS的测试结果进行比较与分析,结果表明PNFS能够为客户端提供并行访问文件数据的能力,有着较高的I/O读写带宽和较低的访问延迟,同时实现了客户端I/O带宽与存储服务器规模之间的线性可扩展关系,能较好地满足高性能计算中的I/O需求。     

I/O互联技术及体系结构的研究与发展

I／O互联技术及体系结陶正在发生重大变革，相继涌现了一系列新兴高性能I／O互联技术，包括PCIExpress、RapidIO、HyperTransport以及InfiniBand。该文对它们分别予以研究介绍，针对各自的体系结构、技术特性和应用领域，分别提出了一种合理的系统结构方案。并对这几种I／O互联技术的主要技术特性进行了简要而全面的比较，分析了I／O互联技术及体系结构的现状与发展趋势。     

负载感知的存储子系统调优研究

存储IO的性能远远低于CPU、内存的性能，而且它们之间的差距还在扩大。因此，对于越来越多的数据密集型应用系统来说，存储系统往往是系统瓶颈。存储的性能不仅与存储子系统体系结构以及子系统中各部件的性能相关，还与系统的工作负载和应用环境相关。负载感知的性能调优指存储子系统通过对负载特征的分析实现对应用环境的动态感知，并根据负载特征动态调整系统运行策略。负载感知的性能调优使得存储子系统能够更合理地调度存储系统资源，从而提高IO性能。     

SPP外围子系统的设计与实现

并行处理机外围子系统的设计和实现技术直接影响整个系统的性能价格比，本文根据ＳＰＰ体系结构的特点和实际应用需要，在前端服务器与ＳＭ／ＳＳＭ之间设计了专用的Ｉ／Ｏ处理机，使得系统Ｉ／Ｏ设备与ＳＭ／ＳＳＭ之间直接进行高速数据传送，从而大大提高系统的Ｉ／Ｏ性能。在Ｉ／Ｏ处理机的设计中，采用了ｉ８６０＋８２３８０＋ＳＲＡＭ的总体结构，从而实现了处理机访问主存和ＤＭＡ控制器访问ＳＲＡＭ之间的并行。     

基于InfiniBand的高性能计算机技术研究

网络性能一直是制约高性能计算技术发展的瓶颈,无论是面向计算的网络还是面向存储的网络,通信速度的发展远落后于CPU的发展．InfiniBand互连结构能够缩短网络和CPU之间的性能差距,使高性能计算机的性能趋于平衡．2000年在InfiniBand协议发展初期,国家并行计算机工程技术研究中心就在国家“八六三”计划的支持下开始对InfiniBand协议展开了深入研究,旨在改进高性能计算特别是集群系统的互连性能,研制出符合InfiniBand标准规范的高性能互连部件,并最终开发出了具有自主知识产权的InfiniBand互连网络产品．论述了以自行研制的InfiniBand部件技术为基础的高性能集群计算机系统的组成、结构和应用,并对系统性能进行了实验分析．     

存储区域网络技术在数据处理中心的应用

随着高性能计算技术的发展,实现对大规模数据的高效存取已成为行业中提高系统整体性能的关键。传统的NFS存储架构,由于其I/O存取带宽低,容易造成TCP/IP局域网络的瓶颈,因此制约了系统整体性能的发挥。为了有效地缓解TCP/IP网络瓶颈,提高海量数据的访问效率,实现网络中各服务器节点对地震数据的共享,我中心自2004年起先后两次进行了存储区域网络的构建,并安装了ADIC公司的SNFS存储共享软件。本文重点介绍了存储区域网的构建、整合方法,并对存储共享软件SNFS的安装与配置做了简单介绍,对其它数据处理中心的存储区域网络构建和应用具有一定的借鉴作用。