4.2.Коммуникационная среда на основе технологии Myrinet

Сетевую технологию Myrinet представляет компания Myricom [20]. Кроме продуктов в стандарте Myrinet и программного обеспечения, она поставляет различным компаниям компоненты высокоскоростных сетей и пакетной маршрутизации – от специализированных СБИС до аппаратно-программных комплексов. Технология Myrinet основана на использовании многопортовых коммутаторов при длинах связей узлов с портами коммутатора, ограниченных несколькими метрами. Узлы в Myrinet объединяются с помощью коммутатора (до 128 портов(чаще от 4х до 16)). Максимальная длина линий связи зависит от конкретной реализации. Линки между узлами и коммутатором образуют полнодуплексные каналы с пропускной способностью 160 Мбайт/с по каждому направлению. Пропускные способности адаптеров зависят от длины передаваемых сообщений в установившемся режиме. Реализация Myrinet для оптоволоконного канала с использованием конвертеров поддерживает расстояние между узлами до 10 км. Эта технология поддерживается на различных платформах – Intel, MIPS, PowerPC, UltraSPARC, Alpha под управлением операционных систем FreeBSD, Linux, UNIX, IRIX, Windows NT, Solaris, Tru64 VxWorks. Сеть Myrinet, структура которой похожа на сегменты сети Ethernet, соединенные коммутаторами, может одновременно передавать несколько пакетов со скоростью чуть меньше 2 Гбит/с.

В отличие от Ethernet и FDDI сетей, которые разделяют общую среду передачи, совокупная пропускная способность сети Myrinet возрастает с увеличением количества машин. На сегодняшний день Myrinet чаще всего используют как локальную сеть (LAN) сравнительно небольшого физического размера (несколько метров). Из-за своей высокой скорости, малого времени задержки, прямой коммутации и умеренной стоимости, система Myrinet особенно популярна для объединения компьютеров в кластеры. Myrinet также выполняет роль системной сети (System Area Network, SAN), объединяя компьютеры в кластер внутри стойки с более низкой стоимостью, чем Myrinet LAN, но с той же производительностью. Размер пакетов сети Myrinet жестко не задан. Поэтому, они могут включать в себя другие типы пакетов. Передача пакетов в коммутаторах происходит при установлении соединения на время передачи. Для маршрутизации сообщений используются различные алгоритмы прокладки путей. На физическом уровне линки Myrinet состоят из 9 проводников: в зависимости от состояния девятого бита определяется, что передаётся в оставшихся 8 битах – байт данных или управляющая информация. На каждом линке есть управление потоком и контроль ошибок. Среда Myrinet обладает, в отличие от других коммуникационных сред, например SCI, простотой концепции и аппаратной реализации протоколов, а также сравнительно низкой стоимостью сетевого оборудования. Она содержит ограниченный набор средств управления трафиком, использующих приливно-отливный буфер, управляющие символы и таймерные интервалы. Myrinet является открытым стандартом. К программному обеспечению, которое используется при внедрении Myrinet, относится низкоуровневый интерфейс программирования GM, MPICH/GM, PVM/GM, стек TCP/IP (распространяется свободно в исходных текстах), а также коммерческие продукты – MPIPro, Scali MPI Connect. Ранее до 28 % (июнь 2005) кластерных установок из списка Top500 самых мощных компьютеров мира были построены с применением Myrinet. Теперь этот показатель упал до 2 % (2009 год).[7]

Подводя итоги рассмотрению системы Myrinet, отметим её достоинства и недостатки. Достоинствами системы Myrinet являются: широкое распространение и высокая надежность; хорошее соотношение цена/производительность.

- малое время задержки;

- полнодуплексные 1,28 + 1,28 Гбит/сек линки и коммутируемые порты;

-управление потоком и контроль ошибок на каждом линке;

- интерфейсы хоста выполняют управляющую программу, чтобы напрямую взаимодействовать с процессами, посылать, принимать и выполнять буферизацию пакетов, а также осуществлять мониторинг сети.

Рисунок 1.4.2. Структура вычислительных систем, построенных с использованием адаптеров и коммутаторов Myrinet: а) Система, образованная прямым соединением линков адаптеров, б) Система, образованная с применением коммутаторов линков

К недостаткам системы Myrinet следует отнести:

- нестандартное решение, поддерживаемое всего одним производителем;

- сложная структура кабельной проводки при максимуме 256 узлов ;

- ограниченная пропускная способность – не более 2 Гбит/с (стандарт Myri-10G до 10 Гбит/с);

- отсутствие возможности подключения к сетям хранения и глобальным сетям;

- отсутствие систем хранения с поддержкой этой технологии.