本文關(guān)鍵詞：NS2的多核多線程并行化設(shè)計(jì)與開發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著多核處理器的出現(xiàn)和迅速發(fā)展,為了更好利用多核體系結(jié)構(gòu)提高性能,將以前經(jīng)典的串行程序并行化,以及研究面向并行化程序的多線程任務(wù)調(diào)度問(wèn)題,具有重要的意義。NS2是一種典型的基于單線程設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)仿真器。在進(jìn)行大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)仿真時(shí),單核單線程處理器難以滿足網(wǎng)絡(luò)仿真對(duì)巨大計(jì)算能力的要求,網(wǎng)絡(luò)仿真器的運(yùn)行效率十分低下。可以利用多核多線程相關(guān)技術(shù)來(lái)提高NS2事件調(diào)度效率,減少大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)仿真所花費(fèi)的時(shí)間。論文首先提出對(duì)典型網(wǎng)絡(luò)仿真軟件NS2的多核多線程設(shè)計(jì)方案,并使用OpenMP技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)NS2對(duì)象類中的事件類進(jìn)行擴(kuò)展,調(diào)度器類中添加事件池設(shè)計(jì);接著重點(diǎn)針對(duì)NS2調(diào)度器中原有串行事件調(diào)度和派發(fā)機(jī)制進(jìn)行并行化改造,分別添加了調(diào)度器并行取事件模塊、并行事件識(shí)別模塊以及并行派發(fā)事件模塊,來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)度器對(duì)事件的并行處理;最后對(duì)并行方案進(jìn)行正確性驗(yàn)證和沖突控制。然后本文對(duì)并行化改造后的NS2并行執(zhí)行時(shí)所涉及的多線程任務(wù)調(diào)度的問(wèn)題進(jìn)行抽象,從性能優(yōu)化的角度提出一種面向多核平臺(tái)的多線程劃分及負(fù)載均衡任務(wù)調(diào)度策略。根據(jù)測(cè)試出各任務(wù)塊的粒度值,對(duì)一個(gè)任務(wù)是否適合多線程并行進(jìn)行判斷。對(duì)于適合多線程并行的任務(wù),結(jié)合任務(wù)塊粒度值,根據(jù)一定條件分成兩種情況。針對(duì)分解出的任務(wù)塊均勻這種情況,使用一般靜態(tài)調(diào)度策略。而針對(duì)分解出的任務(wù)塊不均勻時(shí)的情況,設(shè)計(jì)出一種啟發(fā)式調(diào)度算法。最后基于本文提出的NS2多核多線程設(shè)計(jì)方案,進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和加速性能測(cè)試。實(shí)驗(yàn)分為小規(guī)模場(chǎng)景實(shí)驗(yàn)以及規(guī)�；瘜�(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了并行改造方案的正確性以及較顯著的加速效果。
【關(guān)鍵詞】：NS2 多核多線程 OpenMP 任務(wù)調(diào)度 負(fù)載均衡
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP332
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-11
• 1.1 課題背景8-9
• 1.2 課題來(lái)源及論文的主要內(nèi)容9
• 1.3 論文的組織結(jié)構(gòu)9-11
• 第二章 多核多線程技術(shù)及NS2介紹11-25
• 2.1 多核計(jì)算機(jī)介紹11-13
• 2.1.1 單核CPU發(fā)展遭遇瓶頸11
• 2.1.2 多核CPU的出現(xiàn)11-12
• 2.1.3 多核CPU的硬件結(jié)構(gòu)12
• 2.1.4 多核處理器帶來(lái)的改變12-13
• 2.2 進(jìn)程與線程13-15
• 2.2.1 進(jìn)程13-14
• 2.2.2 線程14
• 2.2.3 多線程14-15
• 2.3 OpenMP多線程編程技術(shù)15-19
• 2.3.1 OpenMP技術(shù)簡(jiǎn)介15-17
• 2.3.2 OpenMP指令及庫(kù)函數(shù)17-19
• 2.3.3 OpenMP中任務(wù)調(diào)度方式19
• 2.4 NS2介紹19-24
• 2.4.1 NS2基本簡(jiǎn)介19-21
• 2.4.2 NS2的層次結(jié)構(gòu)21
• 2.4.3 NS2中調(diào)度器與事件21-23
• 2.4.4 NS2仿真器的模擬機(jī)制及仿真步驟23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第三章 NS2的多核多線程并行化設(shè)計(jì)25-41
• 3.1 并行任務(wù)分析25-27
• 3.1.1 利用工具進(jìn)行分析26-27
• 3.1.2 離散事件網(wǎng)絡(luò)仿真并行分析27
• 3.2 對(duì)象類設(shè)計(jì)27-30
• 3.2.1 事件類設(shè)計(jì)27-29
• 3.2.2 調(diào)度器類設(shè)計(jì)29-30
• 3.3 并行調(diào)度功能設(shè)計(jì)30-36
• 3.3.1 NS2的串行調(diào)度架構(gòu)30-32
• 3.3.2 并行調(diào)度功能設(shè)計(jì)32-36
• 3.4 正確性驗(yàn)證及沖突控制36-40
• 3.4.1 分組爭(zhēng)用方案37-39
• 3.4.2 事件安排互斥控制39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第四章 面向并行化NS2的多線程劃分及負(fù)載均衡任務(wù)調(diào)度策略41-51
• 4.1 任務(wù)調(diào)度41-43
• 4.1.1 任務(wù)調(diào)度技術(shù)41-43
• 4.2 負(fù)載均衡43-45
• 4.2.1 負(fù)載均衡介紹43-44
• 4.2.2 負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)方法44-45
• 4.3 面向多核平臺(tái)的多線程劃分及靜態(tài)均衡調(diào)度策略45-50
• 4.3.1 主要解決問(wèn)題45
• 4.3.2 多線程任務(wù)分配模型建立45-46
• 4.3.3 算法執(zhí)行過(guò)程46-50
• 4.3.4 策略有益分析50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 第五章 NS2的多核多線程并行化實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證與性能測(cè)試51-60
• 5.1 實(shí)驗(yàn)測(cè)試超線程對(duì)NS2并行仿真實(shí)驗(yàn)的影響51-53
• 5.1.1 超線程簡(jiǎn)介51
• 5.1.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試51-53
• 5.2 NS2的多核多線程并行化實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證與性能測(cè)試53-59
• 5.2.1 小規(guī)模場(chǎng)景實(shí)驗(yàn)54-56
• 5.2.2 規(guī)�；瘜�(shí)驗(yàn)56-59
• 5.3 本章小結(jié)59-60
• 第六章 總結(jié)與展望60-62
• 6.1 總結(jié)60-61
• 6.2 研究展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-64
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間申請(qǐng)的專利64-65
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目65-66
• 致謝66

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