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2005 年度 実績報告書

コモディティネットワークを用いた超並列クラスタ用ネットワークの研究

研究課題

研究課題/領域番号 17500031
研究機関筑波大学

研究代表者

朴 泰祐  筑波大学, 大学院・システム情報工学研究科, 教授 (90209346)

研究分担者 佐藤 三久  筑波大学, 大学院・システム情報工学研究科, 教授 (60333481)
高橋 大介  筑波大学, 大学院・システム情報工学研究科, 講師 (00292714)
キーワード並列処理 / 相互結合網 / PCクラスタ / コモディティ / イーサネット / VLAN
研究概要

本年度の研究では、コモディティネットワークとして最も対価格性能比の良いGigabit Ethernetを用い、複数リンクを束ねることによりバンド幅増強と耐故障性機能の両者を実現するクラスタ向けネットワークプロトコルの開発と、tagged-VLANを用いて任意のネットワークトポロジーを安価なL2スイッチ上で構築することを可能とする特殊ドライバの開発を行い、これらを用いた大規模PCクラスタの実現可能性を明らかにした。
マルチリンク・トランキングによるバンド幅増強では、従来フロー制御等が面倒とされてきたUDPを用い、故障検出をユーザレベルで行うことを可能とするプロトコルを設計・開発した。その結果、十分なメモリバンド幅を持つノードPCを用い、2リンクまでのGigabit Ethernetをトランクすることにより、理論ピーク性能にほぼ近い性能を出しつつリンク故障時には片リンクのみでも通信を継続する通信ソフトウェアレイヤの構築を実現した。
tagged-VLANを用いたL2スイッチルーティングでは、従来手法で避けることのできなかった大量の仮想アドレスを各ノードPCに割り当てる方式を改良し、単一アドレスのみで複数経路のルーティングをIPベースネットワークで実現することを可能にした。これにより、fat-treeに代表されるスケーラブルな大規模並列システム用ネットワークトポロジーを、安価で高性能なL2 Gigabit Ethernetスイッチの集合と、ノードPC上でのソフトウェア処理によって、非常に高いバンド幅を持つ階層型ネットワークを構築する基本技術を確立した。さらに、このシステム上では従来のIPアドレッシングを完全に踏襲するため、ユーザアプリケーションやMPI等の通信ライブラリに全く手を加えることなく性能を向上できる点が最大の特徴である。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (2件)

  • [雑誌論文] EthernetマルチリンクによるPCクラスタ向け耐故障ネットワークPI2N/UDP2006

    • 著者名/発表者名
      岡本高幸, 三浦信一, 朴泰祐, 佐藤三久, 高橋大介
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告 HPC-2005-105

      ページ: 85-90

  • [雑誌論文] Low-cost High-bandwidth Tree Network for PC Clusters based on Tagged-VLAN Technology2005

    • 著者名/発表者名
      S.Miura, T.Okamoto, T.Boku, M.Sato, D.Takahashi
    • 雑誌名

      Proceedings of 2005 International Symposium on Parallel Architectures, Algorithms, and Networks

      ページ: 84-91

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より

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公開日: 2007-04-02   更新日: 2016-04-21  

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