送受信コストの削減による低コスト通信機構とその応用の開発

• Project/Area Number: 13780238
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 計算機科学
• Research Institution: Wakayama University
• Principal Investigator: 齋藤 彰一 和歌山大学, システム工学部, 助手 (70304186)
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000); Fiscal Year 2002: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2001: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 分散共有メモリ / データグラム通信 / 高信頼性通信 / 到達保障IP / remote read / write / PCクラスタ / 到達保証IP / remot read / ギガビットイーサネット

Research Abstract

Wind通信機構をギガビットイーサネットで接続したPCクラスタに適応し,並列アプリケーションおよび並列化コンパイラによるアプリケーション開発を行った.本システムは,申請者が過去に開発した分散共有メモリシステムFagusにWindを応用して行った.具体的な応用例としては,ゲノム情報学におけるホモロジー解析を並列に実行するシステムを開発した.
本通信機構は,あらかじめ受信ホストにおいて受信用の仮想アドレス空間を定義し,受信したデータを当該アドレス空間にカーネルが直接マッピングすることで,送受信処理時にコピー回数とコンテキストスイッチを削減する.この方式により送受信時のコストを軽減し,高負荷時でも安定した通信を実現するものである.本研究期間において,この方式に加えて,データグラム通信による同期通信と非同期通信の切り替え機構と到達保証機構を備えた通信プロトコルとして実装した。結果として、到達保証を行う本通信機構と到達保証のない既存のUDPを比較して、同程度のスループットを得た。また、同期非同期をユーザが任意のパケットで指定できる点において、従来のプロトコルよりも優れていると言える。
マルチメディアへの応用として,USBから得た動画像を本通信機構によりリモートマシンに転送し,表示を行うシステムの開発を行った.現時点では,通信機構の安定性の問題により良好な結果を得られていない.今後,通信機構の安定化を図り動画像通信機構の評価を行う.

Research Products

• [Publications] Kazuya Okuno, Satoshi YOKOTE, Shoichi SAOTO, Tetsutaro UEHARA, Yoshitoshi KUNIEDA: "A Wavefront Method on Distributed Shared Memory Systems for Protein Homology Analysis"Proc.of Int.Conf.on Parallel and Distributed Processing Techniques and Applications. Vol.III. 1458-1464 (2002)
• [Publications] Masaaki MINEO, Satoshi YOKOTE, Tetsutaro UEHARA, Shoichi SAITO, Yoshitoshi KUNIEDA: "An Automatic Parallelizing Compiler MIRAI with Data Distribution Function and its Runtime Support System Fagus for Distributed Memory Architecture"Proc.of Int.Conf.on Parallel and Distributed Processing Techniques and Applications. Vol.III. 1451-1457 (2002)
• [Publications] Shoichi SAITO, Satoshi YOKOTE, Tetsutaro UEHARA, Yoshitoshi KUNIEDA: "The Implementation of a Compiler Controlled Software Distributed Shared Memory System "Fagus" as a Runtime Support System for Automatic Parallelizing Compilers"Proc. of Int. Conf. on Parallel and Distributed Processing Techniques and Applications(PDPTA'2001). Vol.III. 1186-1192 (2001)
• [Publications] 横手聡, 林 章人, 齋藤彰一, 上原哲太郎, 國枝義敏: "高速通信ライブラリWindを用いたソフトウェア分散共有メモリシステムFagusの性能評価"情報処理学会研究会報告2001-OS-88. Vol.2001, No.78. 35-42 (2001)
• [Publications] 林 章人, 横手聡, 齋藤彰一, 上原哲太郎, 國枝義敏: "ソフトウェアDSMの高速化を目的とした通信プロトコルWindの設計と実装"情報処理学会研究会報告2002-OS-89. Vol.2002, No.13. 33-40 (2002)
• [Publications] 奥野一矢, 横手聡, 齋藤彰一, 上原哲太郎, 國枝義敏, 福田晃: "分散共有メモリシステムにおけるWaveFront法を用いたタンパク質のホモロジー解析の並列化"情報処理学会研究会報告2002-OS-89. Vol.2002, No.13. 63-70 (2002)