マルチパスネットワークを持つPCクラスタにおける動的経路制御システム

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タイトル別名
  • A Dynamic Route Control System for PC Clusters with Multi-path Network
  • マルチパス ネットワーク オ モツ PC クラスタ ニ オケル ドウテキ ケイロ セイギョ システム

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VFREC-NetはVLAN技術を用いることで，安価なLayer-2のEthernetスイッチのみで高性能なマルチパスネットワークを構成できるクラスタ向けネットワークである．しかし既存のVFREC-Netでは，それらのマルチパスを制御するルーティングテーブルが静的に決定されていたため，アプリケーションの通信パターンによっては用意した複数の経路にトラフィックが均等に分散されず偏りが生じ，結果的に通信の衝突による性能低下を引き起こす．この問題を解決するために，アプリケーションレベルでこのルーティングテーブルを動的に変更可能にするフレームワークを開発した．このフレームワークを用いることで，既存の動的通信最適化アルゴリズムが適用可能になり，結果としてVFREC-Netがより理想的な形で運用可能になる．これに加えて本論文ではMPIプログラム上から直接ルーティングテーブルを変更可能にするためのインタフェースを開発した．ネットワーク経路上の通信衝突が問題になるNPB Kernel-CGにおいて本システムを適用し，最適なルーティングテーブルになるようにアプリケーション中から動的に設定することで，ルーティングテーブルが静的な場合と比較してより高い性能を示すことが確認された．

VFREC-Net is a network construction technology which allows to configure a multi-path network routing on inexpensive Layer-2 Ethernet switches based on tagged-VLAN technology. Current VFREC-Net system implies a problem on traffic balancing when the communication pattern of the application does not fit the network topology, due to its static routing scheme. We have developed a framework to solve this problem by allowing dynamic routing table rewriting from the application level. When an appropriate algorithm to optimize the VLAN-id allocation according to the application's behavior, it enables to balance the traffic on Fat-Tree topology with user-level controlling of VLAN. We also provide an API library for MPI programming to use above framework, and confirmed its effectiveness through the communication optimization on NPB Kernel-CG benchmark.

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