超級計算中心網(wǎng)絡及數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O計與實現(xiàn).pdf

1、高性能計算是信息技術的一個重要分支，被公認是繼理論和實驗科學之后，人類認識未知世界的第三大方法，高性能計算水平也已成為衡量一個國家核心競爭力的關鍵指標。超級計算中心作為提供高性能計算能力的一個主要場所，已從封閉走向開放，超級計算中心的網(wǎng)絡及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的可靠性、可用性、安全性也變得非常重要。 本論文對超級計算中心的網(wǎng)絡及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)進行了設計和實現(xiàn)。從Internet 出口鏈路、超級計算中心內部網(wǎng)絡及超級計算機三個層面，對數(shù)據(jù)傳

2、輸進行了研究，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定問題的主要原因在負載不均衡。特別是國產超級計算機，由于技術水平的原因，雖然有多個接入結點和多個存儲結點，但由于這些資源是共享的并且它們的調度是靜態(tài)的，當有多個用戶同時集中使用或單個用戶大量使用其中某些資源時會引起嚴重的負載不均衡從而導致數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟环€(wěn)定。 為此，論文重點設計了超級計算中心的網(wǎng)絡系統(tǒng)。采用七層交換機方便地解決了Internet 出口鏈路的負載均衡問題，采用冗余的網(wǎng)絡結構解決了內部網(wǎng)絡

3、的負載均衡，在可靠性、可用性和安全性方面也做了大量的工作。 論文的另一部分重要工作是在LVS集群軟件的基礎上提出了一種新的具有良好適應性的負載動態(tài)反饋調度算法。目前，LVS軟件中共有八種調度算法，它們均屬于靜態(tài)調度算法。由于靜態(tài)調度算法在很大程度上依賴于調度任務和服務器的靜態(tài)屬性，而我們知道，任務具有波動性，且外界環(huán)境也在不斷地變化，因此通常靜態(tài)調度算法無法很好地實現(xiàn)負載的均衡。為了將任務更均衡地分配給各后端服務器，論文提出了動

4、態(tài)反饋調度算法。動態(tài)反饋調度算法通過監(jiān)視和評估各個服務器的當前負載，然后由此選擇負載最輕的服務器去處理新的任務。 最后，利用搭建的實驗環(huán)境，對動態(tài)反饋調度算法進行評測。為模擬負載不均衡的情況，論文對其中一臺服務器加上額外的負載。測試結果表明，相比其它調度算法，動態(tài)反饋調度算法能夠更好地完成負載均衡的任務。特別地，采用動態(tài)反饋調度算法，使系統(tǒng)具有可伸縮的功能。由于集群系統(tǒng)中的負載均衡器定期收集后端服務器的相關信息，因此某臺服務器出