
- •Лекция №2
- •Кластер представляет собой два или более компьютеров (часто называемых узлами), объединяемые при помощи
- •Кластеризация может осуществляться на разных уровнях компьютерной системы, включая аппаратное обеспечение, операционные системы,
- •Классы кластеров
- •Типы кластеров
- •История создания
- •Beowulf-кластер
- •Архитектура кластерной системы (способ соединения процессоров друг с другом) в большей степени определяет
- •Вычислительные сети
- •Примеры топологии сети передачи данных
- •Примеры топологии сети передачи данных
- •Примеры топологии сети передачи данных
- •Примеры топологии сети передачи данных
- •Примеры топологии сети передачи данных
- •Примеры топологии сети передачи данных
- •Плоская решетка
- •Примеры топологии сети передачи данных
- •Гиперкуб
- •Гиперкуб – отличительные признаки
- •«Толстое дерево" (fat-tree)
- •Характеристики топологии сети
- •Характеристики топологии сети
- •Характеристики топологий сети передачи данных (p – количество процессоров)
- •способ соединения процессоров друг с другом больше влияет на производительность кластера, чем тип
- •Принципы построения коммуникационных
- •Общие принципы
- •Ethernet (пакетная обработка файлов)
- •Fast Ethernet
- •Основные достоинства и недостатки технологии Fast Ethernet
- •Gygabit Ethernet
- •10 Gygabit Ethernet
- •Коммуникационная среда Myrinet
- •Преимущества Myrinet
- •Характеристики Myrinet
- •Схема работы адаптера Myrinet
- •SCI – Scalable Coherent Interface
- •SCI (продолжение)
- •Свойства SCI
- •Продукты на основе технологии SCI
- •Структура стека программного обеспечения Dolphin
- •Характеристики SCI
- •Quadrics
- •InfiniBand
- •InfiniBand (продолжение)
- •InfiniBand (продолжение)
- •PathScale
- •PathScale (продолжение)
- •NUMAlink
- •Латентность и полоса пропускания различных интерконнектов
- •Linux кластеры ПРЕИМУЩЕСТВА:
- •Linux кластеры НЕДОСТАТКИ:
- •Linux кластеры НЕДОСТАТКИ:
- •Linux кластеры НАЗНАЧЕНИЕ:

10 Gygabit Ethernet
Основным преимуществом этой технологии является простота ее внедрения, потому что порты GbE сегодня есть на любой плате, а коммутатор стоит относительно недорого.
Новая версия этой же технологии. Он в 10 раз быстрее, время задержки значительно меньше, чем у GbE, что позволяет считать данную технологию одной из самых перспективных на рынке, к тому же наследует повсеместно распространенный Gigabit Ethernet.

Коммуникационная среда Myrinet
Компания Myricom впервые предложила свою коммуникационную технологию в 1994 г.
Технология Myrinet основана на использовании многопортовых коммутаторов при ограниченных несколькими метрами длинах связей узлов с портами коммутатора.
Узлы в Myrinet соединяются друг с другом через коммутатор (до 128 портов).

Преимущества Myrinet
невысокая цена,
накопленный опыт использования и наличие различного ПО и отдельных библиотек, работающих на кластерах, использующих Myrinet
Поколения Myrinet
1.28 Гб/с полный дуплекс (1994)
2 Гб/с, полный дуплекс (2000)
10 Гб/с: представлен в Гейдельберге в 2005 году
Новые адаптеры производства Myricom, Myri-10G, обладают совместимостью с коммутаторами 10 Gigabit Ethernet.

Характеристики Myrinet
Показатели |
Пиковая пропускная способность - 1.28, 2, 10 Гб/с, полный |
производительн |
дуплекс |
ости |
Латентность порядка – 2-4 мкс |
Программная |
Драйверы для Linux (Alpha, x86, PowerPC,UltraSPARC), Windows |
поддержка |
NT (x86), Solaris (x86,UltraSPARC) и Tru64 UNIX. GM – |
|
интерфейс программирования на нижнем уровне. ПакетыHPVM |
|
(включает MPI-FM, реализацию MPI для Myrinet), BIP-MPI и др. |
Комментарии |
Myrinet является открытым стандартом.Myricom предлагает |
|
широкий выбор сетевого оборудования по сравнительно |
|
невысоким ценам. На физическом уровне поддерживаются |
|
сетевые среды SAN (System Area Network), LAN (CL-2) и |
|
оптоволокно. Технология Myrinet предоставляет широкие |
|
возможности масштабирования сети и в настоящее время очень |
|
часто используется при построении высокопроизводительных |
|
кластеров. |

Схема работы адаптера Myrinet

SCI – Scalable Coherent Interface



Принят как стандарт в 1992 г. (ANSI/IEEE Std 1596-1992)
Предназначен для достижения высоких скоростей передачи с малым временем задержки, при обеспечении масштабируемой архитектуры, позволяющей строить системы, состоящие из множества блоков.
SCI представляет собой комбинацию шины и локальной сети, обеспечивает реализацию когерентности кэш-памяти, размещаемой в узле SCI, посредством механизма распределенных директорий, который улучшает производительность, скрывая затраты на доступ к удаленным данным в модели с распределенной разделяемой памятью.

SCI (продолжение)
SCI — это не LAN, а сетевая технология для многопроцессорных систем. SCI — это ведущая технология для построения масштабируемых мультипроцессорных систем, так как она позволяет избежать узких мест, присутствующих у традиционных шин и сетевых технологий.
SCI сегодня широко используется для построения серверных кластеров такими компаниями как Sun Microsystems
SCI также активно внедряется в сверхмощных системах параллельных вычислений в исследовательских центрах по всему миру.
Матрица узлов кластера на основе сети SCI

Свойства SCI
Гибкость
В зависимости от требований к производительности SCI может быть внедрён как 16- битное параллельное соединение с использованием топологий кольцо или коммутируемая звезда (switched-star).
Малая латентность
Параллельные соединения SCI обеспечивают соединения с низкой латентностью между платами и/или системами, использующими стандартные интерфейсы объединительной платы или конфигурации второго уровня.
Современные продукты, основанные на технологии SCI, обеспечивают одновременные соединения приема и передачи данных со скоростью 667 Мбайт/с или 5,33 Гбита/с, с задержкой сообщения между узлами менее 1,4 мкс. В будущем, продукты, основанные на SCI, будут достигать скорости двусторонних соединений в 1,333 Гбайт/с, и ёмкости кольца для случайного трафика в 1 Гбайт/с

Продукты на основе технологии SCI
Основной поставщик – компания Dolphin Interconnect Solutions
Программный интерфейс приложения (API) Dolphin SISCI разработан для поддержки связи всех наиболее значимых функций процессора, включая:
распределение памяти,
передачу блоков,
прерывания,
прямой доступ к памяти (DNA),
запросы системы и адаптера,
инициация/отключение соединений SCI,
тестирование соединений между узлами,
чтение и запись регистров конфигурации
