並列入出力機構を用いたPCクラスタによる高性能ファイルサーバの研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14580360
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 朴 泰祐 筑波大学, 電子・情報工学系, 助教授 (90209346)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石川 裕 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 助教授 (70345122) ; 高橋 大介 筑波大学, 電子・情報工学系, 講師 (00292714) ; 佐藤 三久 筑波大学, 電子・情報工学系, 教授 (60333481)
• Keywords: 並列入出力 / PCクラスタ / ネットワークトランキング / イーサネット / ファイルシステム

Research Abstract

平成14年度の研究においては、クラスタ間接続を行う際の並列入出力機構の構成を見直し、その上でベースとなるネットワークとしてFast Ethernet及びGigabit Ethernetを用いた場合の性能向上について評価した。システムソフトウェア(サーバ及びライブラリの構築)においては、単体ノード上の複数のネットワークインタフェースに対する制御方式として、マルチスレッドを用いる方式とselectシステムコールを用いる方式について、その利害得失を検討し、プロトタイプ実装を通じて評価した。また、並列入出力システムのアプリケーション応用例として、いくづかの典型的な並列数値計算ライブラリをPCクラスタ上でプログラムし、性能評価を行った。
実験用システムとしてデュアルプロセッサ構成の4ノードからなるPCクラスタを構築し、ノード間を4つのFast Ethernetインタフェース及び2つのGigabit Ethernetインタフェースで接続した。この上にユーザレベルライブラリとして並列入出力システムのプロトタイプを、ユーザアプリケーションからは透過なsocket APIとして実装した。基本的な通信性能テストの結果、Fast Ethernetのような比較的低速なネットワークを多数用いた場合はselectシステムコールによる実装が有利であるが、Gigabit Ethernetの場合はこのままでは性能を上げるのが難しく、さらなるチューニングが必要であることが確認された。
平成15年度の研究では、Gigabit Ethernetに対するより高い性能を実現する実装方法の研究と、最終的なファイルシステム構築を目指す。

Research Products

• [Publications] T.Boku, J.Makino, H.Susa, et al.: "Heterogeneous Multi-Computer System : A New Platform for Multi-Paradigm Scientific Simulation"Proceedings of 2002 International Conference on Supercomputing. 26-34 (2002)
• [Publications] D.Takahashi, M.Sato, T.Boku: "Performance Evaluation of the Hitachi SR8000 Using OpenMP Benchmarks"Proceedings of 4th International Symposium on High Performance Computing (HPCS 2002), LNCS. No.2327. 390-400 (2002)
• [Publications] 吉川茂洋, 朴泰祐, 佐藤三久, 高橋大介, C.G.Hoover, W.G.Hoover: "SMP-PCクラスタにおけるSPAM粒子シミュレーシヨンのハイブリッド並列化"情報処理学会論文誌ハイパフォーマンスコーピューティング. Vol.43, No.SIG(HPS5). 143-152 (2002)
• [Publications] 朴泰祐, 牧野淳一郎, 須佐元, 梅村雅之, 福重俊幸, 宇川彰: "Heterogeneous Multi-Computer Systemにおける重力効果を含む宇宙輻射流体計算"情報処理学会論文誌ハイパフォーマンスコンピューティング. Vol.43, No.SIG(HPS5). 219-229 (2002)
• [Publications] 高橋大介, 朴泰祐, 佐藤三久: "PCクラスタにおける並列一次元FFTのブロックアルゴリズム"情報処理学会論文誌ハイパフォーマンスコンピューティング. Vol.43, No.SIG(HPS5). 134-142 (2002)
• [Publications] 三浦信一, 朴泰祐, 佐藤三久, 高橋大介: "ユーザレベルでのマルチリンク利用による高バンド幅/耐故障性を持つクラスタ向け結合ネットワークRI2N"情報処理学会研究報告. 2003-HPC-93-3. 13-18 (2003)