● 摘要
高效能计算机的研制是一个国家综合国力的体现，而大规模并行系统是一种具有较高性价比的高效能计算机实现方案。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，广泛应用于大规模并行处理系统。Mesh/Torus拓扑结构相较于目前普遍应用于InfiniBand的Fat-tree拓扑结构，拥有更好的性能与可扩展性。尽管如此，本文研究发现，用传统的Mesh/Torus拓扑结构构建InfiniBand互连网络存在诸多亟待解决的问题。针对这些问题，本文提出了一种改进型的Mesh/Torus拓扑结构，并设计了与该拓扑结构相配套的路由策略。本文工作基于对大规模并行系统互连网络相关技术的分析，在并行系统互连网络的网络规范标准、网络拓扑结构、路由策略等方面展开了相应的研究。本文分析了传统网络拓扑结构的缺陷，提出了一种基于InfiniBand的多链路Mesh/Torus互连网络。通过交换机间配置多条链路，该互连网络能够拥有比传统Mesh/Torus网络更高的带宽。同时，为了充分利用多链路的特性，本文设计了支持多链路网络拓扑结构的高效路由策略。本文根据InfiniBand规范标准，在网络仿真平台上构建了InfiniBand交换模块，实现了本文所提出的多链路网络拓扑结构及相应路由策略。通过在不同网络规模下进行性能评测，本文提出的网络路由策略相较于现有路由策略在绝大多数情况下拥有更好的性能与可扩展性，尤其是在网络规模较大的情况。同时，本文在实际交换设备上也实现了基于InfiniBand的多链路Mesh/Torus网络原型系统。实际环境运行表明，本文所提出的机制是有效的。
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