面向大规模数据中心的常量度数互连网络研究

如何高效互连大规模服务器是数据中心网络面临的一个重要挑战.目前提出的新型数据中心网络结构主要是通过增加服务器的网络端口数来扩展数据中心的规模,导致扩展的局限性和管理的复杂性.为此,如何设计由固定网络端口数的服务器互连而成的、具有常量度数的数据中心网络结构意义重大.提出了一种新型的面向大规模数据中心的常量度数互连网络结构CH(conjugate hypercube),该结构以固定网络端口数的服务器为中心,采用多层次互连实现了可扩展性和性能之间的平衡.理论分析和实验结果表明,该互连网络在不增加服务器网络端口数的前提下,可有效支持大规模数据中心高带宽、高容错的多模式数据通信;同时,具有良好的可部署性和可维护性.     

一种高吞吐量、高可扩展数据中心网络结构

虽然以服务器为中心的数据中心网络互连结构部分程度地解决了树型结构面临的性能瓶颈和可扩展性难题,但如何使数据中心网络同时兼具高吞吐量和高可扩展能力,仍然是一个颇具挑战性的问题.为此,提出了具有高吞吐量和高可扩展能力的常量度数数据中心网络互连结构XDCent.XDCent 在各服务器网络端口个数为常量的情况下,确保数据中心网络在保持高吞吐量的前提下能够进行系统规模的无损和持续扩展.     

一种构建超大规模数据中心的模块化网络结构

模块化数据中心网络的模块间互联结构和路由负责模块的有效组织,以及不同模块服务器间的高效通信.为此,如何设计具有高带宽、高容错和高可扩展能力的互联结构以支持大规模、超大规模数据中心的构建成为模块化数据中心网络需要解决的首要问题.提出了一种构建超大规模模块化数据中心的模块间互联结构MDKautz,该结构通过模块内大量未被使用的交换机预留高速端口将模块以Kautz图互连,在无需额外增加任何高端交换设备的前提下,构造出具有高带宽、高容错和灵活可持续扩展性的超大规模数据中心网络.对MDKautz的构建方法、路由策略以及扩展方法进行了分析,数学分析和模拟实验结果证明了该新型网络结构具有良好的拓扑特性和通信性能,可有效支持数据中心高带宽、高容错的典型应用.     

DCent:基于双网卡服务器的高可扩展数据中心网络结构

虽然以服务器为中心的新型数据中心网络互联结构部分一般程度地解决了传统树型结构面临的性能瓶颈和可扩展性难题,但是,现行服务器大多数带有2个网络端口,如何基于双网卡服务器设计一种高可扩展、高性能的数据中心网络互联结构是一个颇具挑战性的问题.提出了基于双网卡服务器的高效可扩展数据中心网络互联结构DCent.DCent具有较高的网络吞吐量,使得数据中心能够进行无损和持续扩展,各类应用能够不受数据中心规模扩展的影响而继续运行;且服务器之间通过交换机进行互联,避免了服务器之间的直接连线,具有良好的模块化性.     

DCNS:一种高可用性的数据中心网络

近年来,随着云计算技术的飞速发展,数据中心网络作为底层基础设施,发挥着越来越重要的作用。数据中心网络能够为各种云计算环境提供良好的服务。 这几年 在研究云计算的同时,数据中心也是一个重要的研究热点。学习了一些新的拓扑结构,主要包括Fat-tree、DCell以及BCube等。而这些方案在系统扩展太快或者太慢的情况下,都在不同程度上有一些性能的瓶颈或者在路由以及结构的构建上有比较高的代价。提出了一个代价有效并且具有很强扩展性和容错性的数据中心网络——DCNS。其混合了DCell以及BCube的优点,避免了它们各自的缺点。之后提出了一个针对DCNS的容错路由机制。最后,使用一个合适的测试环境来测试该数据中心网络架构的有效性。实验表明,DCNS能较好地满足数据中心对网络结构的要求,并且能够保证系统的可用性。     

雪花结构:一种新型数据中心网络结构

该文分析了传统数据中心的不足以及新型数据中心具备的新特点,借鉴已有数据中心结构,依据著名的科赫曲线(Koch curve),提出了新型数据中心网络结构--雪花结构.该结构充分考虑了数据中心的可扩展性,在保证交换机与服务器较低数量比例(0.125～0.333)的前提下,可以在较短的平均路径内实现节点间路由机制,具有较小的...     

光互连计算机体系结构研究

本文首先介绍了光互连技术和并行计算技术的发展现状。光互连技术具有高互连带宽、低功耗、高互连密度等特性 ,这些特性使得光互连技术在提高系统性能、减少系统体积、降低系统成本等方面将发挥重要作用。提出了一种采用自由空间光互连技术的计算机体系结构模型。这种模型能够充分利用自由空间光互连技术高互连密度和高互连带宽的特点 ,同时能够由数据驱动进行计算 ,具有较高的并行效率 ,采作 RAW结构中使用的 Benchmark程序进行的模拟证明了这种结构的较高并行效率。自由空间光互连技术所基于的器件技术与工艺已经日益成熟 ,如采用倒焊工…     

数据中心网络的体系结构

在新的应用模式下,传统层次结构数据中心网络在规模、带宽、扩展性和成本方面存在诸多不足.为了适应新型应用的需求,数据中心网络需要在低成本的前提下,满足高扩展性、低配置开销、健壮性和节能的要求.首先,概述了传统数据中心网络体系结构及其不足,并指出了新的需求;其次,将现有方案划分为两类,即以网络为中心和以服务器为中心的方案;然后,对两类方案中的代表性结构进行了详细的综述和对比分析;最后指出了数据中心网络未来的发展方向.     

数据中心网络可靠组播的研究

通过分析数据中心网络特征和云计算应用需求,提出一种适合数据中心网络的可靠组播机制R2M。针对云计算应用同时强调数据完整性和传输实时性的要求,R2M充分利用数据中心网络服务器间存在多路径的特点,通过组织多棵不相交组播树并行传输数据,并在相邻节点间采用P2P技术建立跨树的恢复关系,实现恢复路径与组播传输路径完全隔离。选择最邻近节点重传数据和较小的路径差错相关性使得R2M能够快速恢复丢失的数据包。基于BCube的仿真实验结果显示R2M具有高可靠性和较小的恢复延迟。     

一种面向高性能计算机的超节点控制器的研究

传统高性能计算机的节点由一个处理单元和一个节点控制器组成.为了有效地维护高速缓存一致性,处理单元中的处理器个数会非常有限.因此一台具有千万亿次处理能力的高性能计算机将会有上万个节点,这对互连网络的延迟和带宽都提出了非常高的要求.超节点控制器能够同时连接多个处理单元构成一个超节点,这能够减小互连网络的规模,从而降低互连网...     

高精度高压高阻检定仪设计

针对工程中对高压高阻检定精度不断提高的问题,设计了一套基于高压电桥法和ARM的数字式高压高阻鉴定系统。该系统硬件部分主要包括高压电源模块、高压电桥模块、信号采集模块、ARM cortex M4嵌入式控制模块。在控制模块设置测量电压,将高压电源模块输出电压加载到被测电阻两端,根据量程选择恒流恒压方式进行测量,经过A/D采集计算出所测量的电阻,同时可以通过LCD多级菜单设置测量系数并显示鉴定结果。本系统将电桥测量原理、数字处理技术结合在一起,实现了对目前国内市场上各种电压、电阻范围高阻箱的检定。经过试验表明鉴定结果符合JJG 166-93、DL/T 979-2005,可替代传统的高压高阻电桥。     

STT-400高转速、高效率汽轮机在生物质发电厂的应用

介绍西门子STT-400高转速、高效率汽轮机在生物质发电厂的应用。     

高分辨率数值计算研究

高分辨率计算是高置信度计算中一个极其重要而复杂的研究问题。相对传统的数值计算,高分辨率计算对计算机系统和应用程序(物理建模、参数、计算方法和算法等)提出了很高的要求。并行计算机的发展为大规模科学计算,特别是数值计算分辨率的提高提供了条件。同时,数值计算分辨率的提高也对计算机的计算能力、计算方法、物理建模和参数等提出了新的、更高的要求。本文以一个二维流体力学程序计算平面爆轰问题为例,研究在计算分辨率提高时初始起爆区域、时间步长、网格构造、人为粘性、计算机模拟误差、计算量增长等方面出现的问题,提出了相应的解决办法,提高了计算的精确度。     

VIP: 集群环境下面向高可靠和高性能的通信

即使网络的速度在提高，用户对网络带宽的需求和当前网络仍然存在着差距，特别是考虑到网络设备价格的因素，在机群中也存在同样的问题．一种经济地获得高速的网络带宽的方法是链路聚集。然而，数据链路集聚的方法，特别是端口集聚，有一些缺点．为了克服这些缺点，VIP技术被提出来．它向用户提供高性能的，高可靠的通信，VIP作为一个内核模块在Linux下实现。实验数据表明VIP的带宽在所有的通信模式下都要比端口集聚的带宽要高．     

短波通信的发展趋势

短波通信设备简单、应用灵活,且具备通信距离远、抗毁能力强及运行成本低等优点,因此无论是在民用还是军用通信领域,短波通信都是一种十分重要通信手段。随着科学技术的不断发展,短波电台终端向宽带、高速、抗干扰方向发展,系统向软件化、智能化方向发展,由端到端通信向网络化方向发展,短波天线向自适应、智能化方向发展。     

基于FPGA的高精度频率计

为了满足硬件工程师对高精度和高带宽测频仪器的需求,设计一种基于FPGA的高精度频率计。频率计包括外围的电压跟随电路和串口通信电路以及FPGA上的分频器模块、频率计量模块和串口通信模块,并使用Altera公司的Cyclone Ⅳ芯片作为控制核心。首先待测信号经过电压跟随器的稳压和隔离,然后将稳压信号接入分频器模块,分频器模块会把频率信号以1 kHz为界限分为低频和高频信号,并对低频信号和高频信号分别采用周期测频法和脉冲计数法测频。测量的频率数据可实时通过串口上传至上位机。经过测试,频率计能够实现1 Hz的精度、200 MHz的测频带宽以及多通道检测。     

Delphi中使用高精度定时的方法

高精度定时是许多工业过程控制中普遍应用的关键技术，本文对Delphi应用程序开发中使用高精度定时的方法作了基本分析，给出了一些常用的定时方法。     

高分辨率与高动态范围图像联合重建研究进展

超分辨率复原技术的目标是提高图像的空间分辨率,而高动态范围(HDR,high dynamic range)图像合成技术能够增强图像表达高对比度场景的能力。将两者结合起来进行高分辨率和高动态范围图像联合重建的研究,对高质量图像信息的获取具有重要的意义,可满足广泛的多媒体应用的需求。对高分辨率与高动态范围图像联合重建研究进展进行梳理,分析其基本思想的产生、发展以及存在的难点,并进一步提出在基于学习的框架内进行联合重建的思路。     

大容量、高性能、高扩展能力的蓝鲸分布式文件系统

应用需求和计算机技术的发展使网络化存储系统成为网络服务器系统中I／O子系统研究的热点．作为网络存储系统关键部件,分布式文件系统的研究具有非常重要的意义．蓝鲸分布式文件系统(BWFS)是国家高性能计算机工程技术研究中心基于对国内外现有研究成果的分析和研究,自主设计实现的分布式文件系统．它着重于大容量、高I／O吞吐率和高扩展能力等方面特性．BWFS已经用到BW1K网络存储系统中,并通过BW1K的初步评测数据验证了这些特性．     

连续小直线段高速高精插补中的动力学约束条件

针对连续小直线段高速高精插补算法中起始点和终止点的速度规划，建立了包含机床加减速性能、转接处误差控制、最大加速度以及机床负载功率等的速度约束条件．通过仿真实验得出：当连续小直线段间拐角较小时，机床加减速性能是影响加工效率和表面精度的最主要因素；当拐角增大到一定程度时，误差的限制成为约束速度提高的主要矛盾；当拐角较大时，机床的最大驱动力矩起到主要作用．