基于消息傳遞的Beowulf機群系統(tǒng)的研究與實現.pdf

1、隨著經濟和科技的發(fā)展，生物醫(yī)學、天氣預報、高能物理等領域的計算任務越來越多，其特點是計算數據多、算法復雜、計算規(guī)模大、難度高。因此，計算機的可靠性和可用性變得越來越重要。盡管單臺計算機的性能和可靠性越來越好，但是單臺計算機難以完成某些現實要求。為此，人們想到用普通的PC機通過某種方式連接起來，形成一個高性能系統(tǒng)，這種系統(tǒng)叫做機群。機群不僅價格低廉，而且使用方便，對軟件、硬件設備要求非常低，是替代昂貴的超級計算機的最好選擇。機群技術就是將

2、多臺計算機組織起來協同工作，模擬一臺功能更強大的計算機的技術，該技術能夠提高系統(tǒng)可用性和可靠性。 作為高性能計算系統(tǒng)的一個分支，基于消息傳遞的Beowulf機群系統(tǒng)應用越來越廣泛，它具有許多優(yōu)點，例如：廉價、易管理、性價比高等。在本文中，我們利用實驗室現有的硬件和軟件資源，通過引入機群中間件技術架構，設計并實現了一種基于MPI和Linux的機群系統(tǒng)。 首先，本文詳細研究了Linux機群的體系結構與功能，分析了現有的機群研

3、究現狀、并行計算編程模型以及消息傳遞機制，分析和闡述了基于MPI的Linux機群系統(tǒng)的基本原理、思想，及其組成結構和各個部分的主要功能，研究了并行計算和機群中間件的幾種關鍵技術。 其次，在系統(tǒng)中，我們設計并實現了一個機群中間件，主要包括：計算節(jié)點的添加模塊、資源管理模塊、任務調度模塊。通過實現機群中間件的各個功能模塊，該系統(tǒng)具有網絡負載測試功能、反映各節(jié)點負載動態(tài)變化的功能以及根據節(jié)點負載合理地分配任務的功能。這些研究和實現是當