Современные коммуникационные технологии

Сержанов Никита, А-13-08

метрами длинах связей узлов с портами коммутатора.
Узлы в Myrinet

соединяются друг с другом через коммутатор (до 16 портов)
Myrinet может одновременно передавать несколько пакетов, каждый из которых идет со скоростью, близкой к 2 Гбит/с.
Cовокупная пропускная способность сети Myrinet возрастает с увеличением количества машин.
На сегодняшний день Myrinet чаще всего используют как локальную сеть (LAN) сравнительно небольшого физического размера, связывая вместе компьютеры внутри комнаты или здания.
Пакеты Myrinet могут иметь любую длину. Таким образом, они могут включать в себя другие типы пакетов, включая IP пакеты. В коммутаторах используется передача пакетов путем установления соединения на время передачи, для маршрутизации сообщений используется алгоритм прокладки пути (wormhole, «чревоточина»)

9 проводников: 8 битов предназначены для передачи информации, интерпретируемой в

зависимости от состояния девятого бита как байт данных или управляющий символ; при этом на каждом линке обеспечивается управление потоком и контроль ошибок
Технология Myrinet дает большие возможности масштабирования сети и в настоящее время широко используется при построении высокопроизводительных вычислительных кластеров

малым временем задержки, при этом обеспечивая масштабируемую архитектуру, позволяющую строить

системы, состоящие из множества блоков
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.
Производительность передачи данных обычно находится в пределах от 200 Мбайт/с до 1000 Мбайт/с на расстояниях десятков метров с использованием электрических кабелей и километров с использованием оптоволокна

традиционными схемами передачи данных в сетях путем устранения обращений

к программным уровням – операционной системе и библиотекам времени выполнения; коммуникации представляются как часть простой операции загрузки данных процессором (командами load или store).
преимущество SCI – использование простых протоколов типа RISC, которые обеспечивают большую пропускную способность. Узлы с адаптерами SCI могут использовать для соединения коммутаторы или же соединяться в кольцо. Обычно каждый узел оказывается включенным в два кольца

Матрица узлов кластера на основе сети SCI

объединенных друг с другом системной сетью ServerNet. Базовым элементом сети

ServerNet является маршрутизатор. Для обеспечения отказоустойчивости предполагается возможность построения двух независимых подсетей ServerNet: X и Y.

Архитектура системы на базе ServerNet

когерентности, допускающей подключение до четырех ЦП. Эта шина обеспечивает согласованное

состояние общей для нескольких процессорных узлов памяти и их кэшей при выполнении программ, рассчитанных на мультипроцессорную обработку в системе с разделяемой общей памятью.
ServerNet - быстрая, масштабируемая, надежная системная сеть, обеспечивающая гибкость соединения большого числа ЦП и периферийных устройств в/в между собой. Главными свойствами этой сети коммутации пакетов являются малая задержка и высокая надежность передачи данных. Для уменьшения задержки в сети применяется метод червячной маршрутизации, не требующий приема всего пакета до его отсылки к следующему приемнику
Данные в сети ServerNet пересылаются со скоростью 50 Мбайт/с. Сегодня максимальная длина линии связи ServerNet ограничена 30 м. В будущих адаптерах предполагается увеличение расстояния между узлами ServerNet с помощью последовательных оптоволоконных линий связи

приема. Простой сервис, который не обеспечивает управления потоком данных или контроля

ошибок, а также не гарантирует правильную доставку данных.
Сервис с установлением соединения. Абсолютно надежный сервис, который гарантирует правильную доставку данных за счет установления соединения с системой-приемником до начала передачи данных и использования механизмов контроля ошибок и управления потоком данных.
Сервис без установления соединения с подтверждениями приема. Средний по сложности сервис, который использует сообщения подтверждения приема для обеспечения гарантированной доставки, но не устанавливает соединения до передачи данных.

кадры уровню PHY для преобразования в пакеты и передачи в

среду;
получает кадры из уровня PHY и передает обрабатывающему их программному обеспечению (протоколам и приложениям).

30 Гбит/с в дуплексном режиме;
поддержка различных физических линий: печатных проводников

(на объединительной панели), медных или оптоволоконных кабелей;
связь на базе коммутации пакетов с сохранением целостности данных и управлением потоком;
качество обслуживания;
реализованный аппаратно гибкий транспортный механизм;
оптимизированный программный интерфейс и удаленный прямой доступ в память (RDMA);
инфраструктура управления, поддерживающая функции отказоустойчивости, аварийного переключения и "горячей" замены.

2,5 Гбит/с (1Х), 10 Гбит/с (4Х) и 30 Гбит/с (12Х);
малое

число требуемых физических проводников
встроенные тактовые импульсы без передачи сигналов по вспомогательному каналу;
объединение каналов связи на физическом уровне;
поддержка различных типов физических проводников: с медной жилой (для экономии) и с оптоволокном (на большие расстояния);
несложный физический уровень с малым потреблением энергии.

четыре типа основных системных компонентов, связанных друг с другом линиями

InfiniBand

канальный адаптер главного узла (НСА - Host Channel Adapter), который обеспечивают соединение центрального процессора главного узла со структурой InfiniBand и содержит аппаратные средства поддержки высокоэффективного защищенного обмена с системной памятью;
канальный адаптер целевого узла (ТСА - Target Channel Adapter), который обеспечивают соединение структуры InfiniBand с другими устройствами ввода/вывода типа Ethernet, Fibre Channel или запоминающими устройствами;
коммутатор, который обеспечивают пересылку пакетов в конечные точки по указанному адресу и с указанным качеством обслуживания;
маршрутизатор, который обеспечивают передачу пакетов между подсетями; Маршрутизаторы InfiniBand делят сеть InfiniBand на подсети и не являются источниками и приемниками никаких других пакетов, кроме управляющих.

прибор, объединяющий на одном кристалле микропроцессор, быструю память, интерфейс внешней

памяти и каналы ввода-вывода (линки), предназначенные для подключения аналогичных приборов. При соединении транспьютерных элементов между собой требуется минимальное число дополнительных интегральных схем. Связь между транспьютерами осуществляется путем непосредственного соединения линка одного прибора с линком другого. Это позволяет создавать сети с различными топологиями с большим числом элементов.

1. ЦПУ с сокращенным набором команд (RISC).  2. 64-разрядный сопроцессор (FPU) плавающей арифметики

с высокой пиковой производительностью, работающий параллельно с ЦПУ.  3. Внутрикристальное ОЗУ  4. 32-разрядная шина памяти  5. Четыре последовательных двунаправленных линии связи (Link), обеспечивающих взаимодействие транспьютера с внешним миром, работающих параллельно.  6. Таймер.  7. Системные управляющие сигналы Инициализация, Анализ, Ошибка, управляющие загрузкой и анализом состояния транспьютера, сигнализирующие об ошибках.  8. Интерфейс внешних событий (Event), обеспечивающий асинхронную связь внутреннего процесса и внешнего события.