题目：基于StarFabric网络的高速精简通信协议设计与实现

20世纪90年代以来，可扩展并行计算技术发展迅速。CPU技术和网络技术的发展使并行计算平台从传统的专用超级主机，转向由通用、松耦合、由单一或多个处理器的PC机或工作站经高速网络互联而构成的廉价机群系统（COW）。通信性能一直是机群系统性能的瓶颈之一。当前随着硬件技术的发展，以Myrinet、Infiniband和StarFabric为代表的新一代通信设备，提供了千兆级带宽和微秒级延时，从硬件上满足了高性能通信的需求；与之形成对比的是，以TCP/IP为代表的传统网络协议，由于设计复杂，造成极大的性能损失。大量研究表明，影响通信系统性能的瓶颈已不再是网络硬件的性能，而是通信软件的处理开销。本文的任务是基于StarFabric互联网络设计并实现一个PVM兼容的高性能通信协议，主要工作和取得的成果包括：1. 在对已有的主流高速通信协议设计技术取舍和改进的基础上，针对StarFabric硬件提出低延时通信协议(Low-latency Communication Protocol，以下简称LCP)，该协议是一个用户空间协议，其特点是：• 针对StarFabric硬件的功能，采用基于内存映射的通信模型• 在用户空间实现了自主的内存管理子系统，将协议对操作系统内核的依赖降到最低• 充分精简协议层次，并对小数据包成组传输做了特殊优化 2. 在Linux系统上实现了LCP协议，并取得较好的性能指标，单个数据包最短往返延时达到39微秒，小数据包成批流水发送最短往返延时达到12微秒，最大带宽稳定在50MB/s以上，符合设计要求。3. 实现了PVM通信原语的子集，通信语义与PVM兼容，已有的PVM应用通过少量改动即可使用LCP。