基于网络包延迟偏差的硬件动态拥塞控制机制

互连网络已经成为提升高性能计算系统性能的技术瓶颈。对高性能互连网络中的拥塞控制进行研究,针对通信热点的形成过程,给出了一种基于网络包延迟偏差的硬件动态拥塞控制机制CMDPD,利用网络包传输延迟偏差预判网络拥塞状态,控制端到端网络注入,避免拥塞形成。构建了模拟环境,在Fat-tree和Dragonfly两种网络结构下,对CMDPD进行了模拟实验。结果表明,在Fat-tree网络中CMDPD的吞吐率可提高5%~12%。     

面向HPC和DC的可重构光互连网络体系结构综述

互连网络是高性能计算系统和数据中心的核心组件之一,也是决定其系统整体性能的全局性基础设施。随着高性能计算、云计算和大数据技术的迅速发展,传统的电互连网络在性能、能耗和成本等方面无法满足高性能计算应用和数据中心业务的大规模可扩展通信需求,面临着严峻的挑战。为此,近年来相关研究者提出了多种面向高性能计算和数据中心的可重构的光互连网络结构。首先阐明了光互连网络相对于电互连网络的优势;然后介绍了几种典型的可重构光互连网络体系结构,并对其特点进行了分析比较;最后探讨了可重构光互连网络的发展趋势。     

一种新型片上网络互连结构的仿真和实现

综合性能、硬件实现等方面考虑,提出一种基于片上网络的互连拓扑结构-层次化路由结构MLR(Multi-Layer Router).该结构通过层次化设计减小网络直径,具有良好的对称性和扩展性.网络建模仿真和硬件实现结果显示,在不同网络负载和不同IP核节点数的情况下,MLR与传统结构相比,在处理网络通信时,对于网络丢包率、通信延迟和网络吞吐量等网络性能参数均有最多50%-70%的提升;同时通过共享路由的方式,减少了超过20%的芯片面积和40%以上的动态功耗,有效降低了互连结构的硬件开销     

集群高速互连网络分析

集群是当今高性能计算领域的重要发展方向,高速互连网络是构建高性能集群系统的关键技术,它是影响集群系统整体性能的关键因素.本文对几种用于集群互连的高带宽、低延迟高速互连网络进行了分析与比较,最后指出了高速互连网络的未来发展.     

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．     

一种低开销的面向节点内互连的网络接口控制器

高性能计算和云计算的飞速发展对高性能互连网络的设计提出了越来越高的要求:除了要保证高带宽、低延迟和高可靠性等特性,还要面临成本和系统规模的挑战.该文针对这些特性和挑战提出了一种低开销的基于cHPP体系结构的超节点网络接口控制器:(1)设计了兼容PCIe的网络通信协议,降低协议转换开销、减少通信延迟并增强系统可扩展性能;(2)采用PCIe高速通信接口并支持用户级通信提高软硬件交互效率,面向MPI编程模型抽象出高效通信原语(如NAP、PUT和GET)加速大数据传输;(3)硬件支持I/O虚拟化实现超节点内对网络接口控制器的高效共享.为了对该文的设计进行功能和性能验证,文章基于FPGA实现了系统原型,实验结果显示最低延迟为1.242μs,有效数据带宽可达3.19 GB/s.     

开放式存储在电信IT系统中的应用

传统机械磁盘组成的FC-SAN存储在高并发、高吞吐量、大数据量系统中面临巨大挑战,利用flash闪存高性能特性,搭建基于SRP协议的、infiniband高速网络互连的开放式存储系统,在电信IT数据库系统中实践使用,可以实现存储横向扩展、数据冗余保护、链路可靠特性,提升数据库性能。     

基于RapidIO的高性能通信接口的设计与实现

在高性能计算领域中,集群系统对于高速互连网络的要求越来越高.通过研究将RapidIO用于集群系统的高速互连网络,设计并且实现了基于RapidIO的高性能通信接口,该接口针对MPI高度优化,并且充分利用RapidIO的硬件优势,具有基于优先级的多流、可靠有序的数据包传输等特点,并且使用了空闲缓存池提高性能.实验数据表明,在带宽和延迟上,该专用接口都比原来的接口有优势.     

高速高性能单片机在网络监控中的应用

当前,网络通信设备成本居高不下。为降低网络实时监控系统中传输设备成本,设计采用高速、高性能单片机作为网络服务器,完成大数据量视频图像传输以及控制信号传递。搭建实验环境,编程实现前端视频采集、图像数据在网络服务器中的传输以及后端接收、处理和显示等代码。为改进和提高网络图像传输性能,使用单片机嵌入μC/OSII操作系统。实验结果表明,接收端视频图像显示清晰,控制信号传输时延满足使用要求。     

计算机互联网络中的数据压缩技术应用

通过设计一个嵌入数据压缩技术的网络通信程序，实现了通过网络的对于用户透明的压缩数据传输，应用程序中实现了Huffman,LZSS，LZW3种压缩算法，将压缩成功地应用于文件传输过程，发送方发送文件时自动将文件压缩并传输到网络上，接收端则在接收文件的同时自动解压缩，从而减少了需要在网络中传输的数据量。     

基于H.264的嵌入式Web网络视频监控系统设计

针对传统的视频压缩技术不适合在恶劣的网络环境下应用的问题,提出了一种基于H.264的远程视频监控系统的设计方案。该系统将嵌入式技术、网络技术和视频编码技术结合在一起,嵌入式系统中的摄像头采集到的视频信号经H.264标准编码压缩后,通过系统内置的Web服务器实时地传递给远程监控端,从而实现了远程监控端的浏览器与嵌入式Web服务器之间的互联通信。测试结果表明,该系统的视频压缩率高、图像清晰、实时性强。     

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...     

Detailed and clock-driven simulation for HPC interconnection network

Performance and energy consumption of high performance computing (HPC) interconnection networks have a great significance in the whole supercomputer, and building up HPC interconnection network simulation platform is very important for the research on HPC software and hardware technologies. To effectively evaluate the performance and energy consumption of HPC interconnection networks, this article designs and implements a detailed and clock-driven HPC interconnection network simulation platform, called HPC-NetSim. HPC-NetSim uses applicationdriven workloads and inherits the characteristics of the detailed and flexible cycle-accurate network simulator. Besides, it offers a large set of configurable network parameters in terms of topology and routing, and supports router’s on/off states.We compare the simulated execution time with the real execution time of Tianhe-2 subsystem and the mean error is only 2.7%. In addition, we simulate the network behaviors with different network structures and low-power modes. The results are also consistent with the theoretical analyses.     

神威E级原型机互连网络和消息机制

本文描述了神威E级原型机的互连网络和消息机制.神威E级原型机是继神威蓝光、神威?太湖之光之后神威家族的第三代计算机.该计算机作为一台E级计算机的原型机,峰值性能3.13PFlops,其最大的特色之一就是采用28Gbps传输技术,设计开发了新一代的神威高阶路由器和神威高性能网络接口两款芯片,在传统胖树的基础上,设计了双轨...     

基于InfiniBand的多链路mesh/torus大规模并行系统互连网络

在大规模并行系统中,系统级互连网络的设计至关重要.InfiniBand作为一种高性能交换式网络被广泛应用于大规模并行处理系统中.mesh/torus拓扑结构相较于目前普遍应用于InfiniBand网络的胖树拓扑结构拥有更好的性能与可扩展性.尽管如此,研究发现,用传统的mesh/torus拓扑结构构建InfiniBand互连网络存在诸多问题.分析了传统网络拓扑结构的缺陷,并提出了一种基于InfiniBand的多链路mesh/torus互连网络.这种改进型的拓扑结构通过充分利用交换机间的多链路可以获得比传统mesh/torus网络更高的带宽.另外,同时给出了与该网络拓扑结构相配套的高效路由算法.最后,通过网络仿真技术对提出的算法进行了评估,实验结果显示提出的路由算法相较于其他路由算法拥有更好的性能与可扩展性.     

网络并行计算系统模型

网络并行计算系统是以网络为基础的并行计算系统,该系统在近些年中随着高性价比CPU和高速网络技术的发展逐渐引起人们的关注。文章正是从这种情况出发,对网络并行计算环境进行了抽象的分析和描述,并建立了一个网络并行计算系统的模型,该模型为理解、分析和评价一个实际的网络并行计算系统提供了有力的工具。     

云计算下的校园网数据中心网络设计

云计算背景下,服务器高可用集群技术和虚拟服务器动态迁移技术在数据中心中得到广泛应用,大规模的计算、存储资源的互联互通对数据中心的原有结构及运行模式提出了新的要求。本文讨论了在此前提下校园网数据中心的建设方向,详细探讨了与此相关的技术及发展趋势,提出了校园网数据中心的建设模式。     

基于带宽预测与自适应压缩的容器迁移方法

随着数字化技术的发展与工业自动化应用范围的扩大，在万物互联环境下边缘设备数量快速增长，这些设备产生的数据量激增，导致网络带宽逐渐成为边缘计算的瓶颈。针对移动边缘服务迁移过程中传输数据量过大以及边缘节点网络环境不稳定等问题，结合带宽预测和数据压缩技术，提出一种面向Docker容器的服务迁移方法。通过预测网络带宽动态调整数据压缩算法的压缩速度以及压缩强度，从而充分利用网络带宽和多核处理器的计算能力，最大限度地减少网络传输的数据量以及服务的停机时间。实验结果表明，该方法对网络环境变化具有较强的适应性，能有效平衡数据传输和压缩计算的时间开销，提高服务迁移性能，相比于容器本地服务迁移、基于Docker基础镜像的服务迁移等方法，迁移时间、传输数据量和停机时间至少减少了23.7%、19.4%和17.6%。