[发明专利]在胖树拓扑中利用虚拟通道的动态分配减轻拥挤的系统和方法

说明书

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技术领域

本发明一般涉及计算机系统，并且具体地涉及在中间件机器环境中防止线头阻塞和业务拥挤。

背景技术

互连网络在下一代超极计算机、群、和数据中心中起着有益的作用。诸如无限带(IB)技术之类的高性能网络技术在高性能计算领域正代替专有的或低性能的解决方案，其中高带宽和低延迟是关键要求。例如，IB安装用于诸如Los Alamos National Laboratory的Roadrunner、Texas Advanced Computing Center的Ranger、和Forschungszcntrum Juelich的JuRoPa之类的巨型计算机中。

IB首次在2000年10月被标准化为称为未来I/O和下一代I/O的两个旧技术的合并。由于它的低延迟、高带宽、和主机端处理资源的有效利用，它在高性能计算(HPC)社区内已作为建立大型和可升级计算机群的解决方案而获得公认。事实上用于IB的系统软件是OpenFabrics Enterprise Distribution(OFED)，其由专家开发并且由OpenFabrics联盟维护。OFED是公开资源并且可用于GNU/Linux和Microsoft Windows。

发明内容

这里描述的是可以在胖树拓扑中具有多个交换机的中间件机器环境中防止线头阻塞和业务拥挤的系统和方法。子网管理器可以扫描中间件机器环境中的子网以发现变化并且维持子网完全连接。性能管理器可以从与子网中的一个或多个组件相关联的一个或多个性能管理代理中检索性能和错误相关的信息。然后，主机可以动态地重新配置一个或多个虚拟通道以便改善网络性能。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的在中间件环境中的优化反馈循环的例示。

图2示出了根据本发明的实施例的用于在中间件机器环境中减轻网络拥挤的示范性流程图。

图3示出根据本发明的实施例的虚拟通道的动态分配以减轻胖树拓扑状中的拥挤的例示。

图4示出根据本发明的实施例的虚拟通道的动态分配以减轻超额预订的胖树拓扑状中的拥挤的例示。

具体实施方式

网络业务模式的算法可预测性通过虚拟化和多核系统的引入而降低。当多个虚拟化的客户端驻留在相同的物理硬件上时，网络业务变为可能导致网络中的热点的多个业务模式的重叠。如果多个流指向单个端点，则热点出现。用于热点的公共源包括复杂的业务模式，归因于虚拟化、虚拟机图像的迁移、用于容错的检查点和恢复机制、以及存储和I/O业务。

当热点存在于网络中时，为该热点指定的流可能降低不指定到该热点的其它流(称为牺牲者流)的性能。这是由于由拥挤的热点产生的线头(HOL)阻塞现象。

避免此问题的一种方法是使用诸如在硬件中评估的拥挤控制(CC)机制之类的CC机制。但是，硬件中评估的阻塞控制机制可能不总是可用的，例如由于同时存在于大规模群中的旧和新装置的混合。此外，适当的CC参数的选择高度地依赖于拓扑并且不正确的参数可能导致性能降低。另外，由于拥挤控制机制在动态地调整发送者的注入率，所以一些振荡可能出现在流当中。

根据本发明的实施例，系统和方法可以防止在诸如使用胖树拓扑的具有多个交换机的中间件机器环境之类的互联网络中的线头阻塞和业务拥挤。子网管理器可以扫描中间件机器环境中的子网以发现变化并且保持子网完全连接。性能管理器可以从与子网中一个或多个组件相关联的一个或多个性能管理代理中检索性能和错误相关的信息。然后，主机可以动态地重新配置一个或多个虚拟通道以便改善网络性能。

无限带(IB)结构

根据本发明的实施例，可以在无限带(IB)结构中防止业务拥挤，其是串行点对点技术。每个IB网络、或子网可以包括利用交换机和点到点链路互连的一组主机。单个子网可升级到多于一万个节点并且两个或更多个子网可以利用IB路由器互连。子网内的主机和交换机利用局部标识符(LIDs)编址，例如单个子网被限制在48151个单播地址。