Локальные вычислительные сети
История развития ЛВС
Первоначальные этапы развития
1958 – DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency)
1963 – IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
1969 – ARPANET (Leonard Kleinrock)
1979 – ETHERNET (Xerox, DEC, Intel)
1984 – NSFNet (National Science Foundation Network)
1990 – ARPANET полностью проиграла конкуренцию NSFNet
1995 – основная часть каналов NSFNet передана в коммерческое использование
1999 – Abeline Network (Internet 2)
Концепция «облачных вычислений»
1960 – John McCarthy
2001 – Xcerion AB (2008 – iCloud)
2008 – IEEE
2009 – Google Chrome OS
2009 – Microsoft Azure (Windows Cloud)
2009 – SUN Cloud
ЛВС и суперкомпьютеры
Основные типы связи за последние 15 лет:
Gigabit Ethernet
Crossbar
SP Switch
Myrinet
Cray Interconnect
InfiniBand
Fat Tree
Quadrics
Ситуация до 2008 года (ТОП- 500)
Ситуация до 2008 года (ТОП-50)
Редакция за ноябрь 2009 года (ТОП-500)
Редакция за ноябрь 2009
года (ТОП-50)
Myrinet
Характеристики
Производитель: компания Myricom.
Пропускная способность: 250 Мб/сек, 1250 Мб/сек (Myri-10G).
Время задержки — около 10 мкс.
Топология: коммутируемая, элементом коммутации является матрица 8х8. Коммутаторы на её основе поддерживают до 128 портов. Для построения больших сетей используются различные варианты топологии Fat Tree, наилучшая производительность достигается с использованием Clos Network
Программное обеспечение: низкоуровневый интерфейс программирования GM, MPICH/GM, PVM/GM, стек TCP/IP, а также коммерческие продукты
— MPIPro, Scali MPI Connect.
InfiniBand
Характеристики
Производители: наиболее распространены аппаратные решения от компаний Qlogic, Mellanox, Voltaire, Topspin (компания Topspin была приобретена компанией Cisco в 2005-м году).
Тесты производителей показывают пропускную способность на уровне MPI около 800 МБ/сек и время задержки 1—7 мкс.
Топология: коммутируемая с использованием Fat Tree для больших конфигураций, существующие коммутаторы поддерживают большое количество (>256) портов.
Программное обеспечение: драйверы от производителей аппаратных средств, различные библиотеки MPI как коммерческие так и бесплатные.
Корпорацией Oracle Corporation был разработан специальный протокол RDS, ориентированный на работу с этой шиной.
InfiniBand
Протоколы и API
RDMA (Remote Direct Memory Access) — группа протоколов удалённого прямого доступа к памяти, при котором передача данных из памяти одного компьютера в память другого компьютера происходит без участия операционной системы, при этом исключается участие CPU в обработке кода переноса и необходимость пересылки данных из памяти приложения в буферную область ОС, то есть данные пересылаются напрямую на соответствующий сетевой контроллер.
uDAPL (User Direct Access Programming Library) — библиотека API для абстрактного транспорта прямого доступа (англ. Direct Access Transport, DAT). uDAPL (и другие API — в частности kDAPL — kernel DAPL) разрабатывается и поддерживается организацией DAT Collaborative.
IPoIB (IP over Infiniband) — группа протоколов, описывающих передачу IP- пакетов поверх Infiniband:
SRP (SCSI RDMA Protocol) — протокол обмена данными между SCSI-устройствами с использованием RDMA. Определён в стандарте ANSI INCITS 365—2002.
SDP (Socket Direct Protocol) — протокол установления виртуальных соединений и обмена данными между сокетами поверх Infiniband, передача данных не использует TCP стек ОС, однако использует IP-адреса и может использовать IPoIB для их разрешения.