機群環(huán)境中高效socket研究.pdf

1、機群系統(tǒng)因其高性價比和良好的擴展性，逐漸成為當前高性能計算機領(lǐng)域的主流結(jié)構(gòu)。隨著Linux的蓬勃發(fā)展，其應用范圍逐漸從科學計算和工程計算等傳統(tǒng)領(lǐng)域拓展到商務(wù)應用和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等新應用領(lǐng)域。由于大量的商務(wù)網(wǎng)絡(luò)應用是基于傳統(tǒng)的以太網(wǎng)模式進行構(gòu)建的，無法直接移植到機群高性能的通信系統(tǒng)之上，為此，人們展開了機群環(huán)境中高效socket研究，對于提高傳統(tǒng)的商務(wù)網(wǎng)絡(luò)應用在機群環(huán)境中的通信效率及機群通信系統(tǒng)的利用率均具有積極意義。本文在高效socket研究

2、領(lǐng)域主要開展了以下工作： 1.分析了基于TCP／IP協(xié)議棧的通信流程中各段開銷的分布情況。本文在兩種不同性能的平臺上對基于TCP／IP協(xié)議棧的通信流程中的各種開銷進行了測試。實驗結(jié)果顯示，TCP／IP協(xié)議棧開銷在軟件開銷中占據(jù)了較大的比重，并且隨著硬件平臺性能的提升所占比重上升的幅度較為明顯。 2.研究了機群環(huán)境中高效協(xié)議棧在通信模式及功能層次等方面的特點，同時分析了置換點的層次問題。實驗結(jié)果表明，TCP／IP協(xié)議棧的開

3、銷成為整體性能提升的瓶頸，機群環(huán)境中高效socket研究需要高效的協(xié)議棧提供支持，高效協(xié)議棧必須在通信模式及功能層次劃分等方面能夠充分符合機群環(huán)境中通信的特點。同時選擇合適的層次利用對傳統(tǒng)的通信流程進行置換也是高效socket研究中的關(guān)鍵問題之一，置換點處于不同的層次直接影響到高效socket的兼容性、安全性和性能等方面。 3.分析了以VIA規(guī)范為代表的用戶級通信協(xié)議對高效socket提供支持的關(guān)鍵問題。基于前面的研究成果，本文

4、提出將用戶級通信協(xié)議移進系統(tǒng)核心對高效socket提供支持的新思路，主要以用戶級通信協(xié)議標準——VIA規(guī)范——為代表對其中的關(guān)鍵問題進行了研究。我們發(fā)現(xiàn)VIA在移進操作系統(tǒng)核心中進行高效socket支持主要存在兩個方面的問題，一方面隨著VIA從用戶空間移進核心成為KVIA，KVIA的使用方式和通信流程都相應發(fā)生了變化，另一方面KVIA和TCP／IP協(xié)議棧在通信模式和連接管理等方面還存在較大的差異，本文對上述兩方面的關(guān)鍵問題進行了分析并給