【摘要】：高性能計算機技術對國民經濟各個領域都有著重要的促進作用,已經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)絡拓撲、路由器、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,其仿真器的設計對系統(tǒng)的更新和升級十分關鍵。本文搭建了高性能計算機網(wǎng)絡仿真平臺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)技術并建立了硅光鏈路模型,該技術相對于傳統(tǒng)電互聯(lián)技術具有更高的通信密度,更低的功耗和更遠的傳輸距離。在路由器建模上,本文實現(xiàn)了基準路由器,并提出了針對全緩存路由器結構的優(yōu)化方法,在減少路由器流水線級數(shù)的同時,還降低了交叉開關緩存的開銷,除此之外還設計了類似天河2號路由器結構的層次化路由器,優(yōu)化了交叉開關緩存結構。本文還實現(xiàn)了通用Fat-tree網(wǎng)絡模型以及天河2號互聯(lián)網(wǎng)絡模型,并提出了根據(jù)路由器負載選擇路由路徑的自適應路由算法。本文在搭建的仿真平臺上仿真并分析了各種網(wǎng)絡模塊結構以及網(wǎng)絡配置對高性能計算機性能的影響,基于仿真結果得出所設計的全緩存路由器和層次化路由器相對于基準路由器在均勻注入下有20%的吞吐率提升,且所構建的Fat-tree網(wǎng)絡和天河2號網(wǎng)絡最大能夠達到95%的吞吐率,并且本仿真平臺的仿真結果與其他仿真平臺相比,最大誤差在11%以內。
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上海交通大學碩士學位論文為可視化工具，它通過分析網(wǎng)絡仿真的結果生成可視化的數(shù)據(jù)，用于驗證和分析網(wǎng)絡模塊的功能和性能。MARS 為離散事件仿真器，它有兩個關鍵的組件，分別為計算節(jié)點模型和互聯(lián)網(wǎng)絡模型，其中計算節(jié)點模型通過分析 Dimemas 提供的MPI 流量或利用內置人工流量生成模塊來產生網(wǎng)絡流量，而網(wǎng)絡模型包括了網(wǎng)絡路由器和網(wǎng)絡拓撲，它們描述了數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂胶土骺夭呗浴?

圖 2-9 NRC 路由器結構[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
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP38

【參考文獻】

相關期刊論文 前2條

1 胡農達;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)絡交換機研究與設計[J];計算機研究與發(fā)展;2008年12期

本文編號：2594621