[发明专利]一种基于集群的高速通信架构及方法

说明书

本发明提供一种基于集群的高速通信架构及方法，上述架构包括多个集群通信节点、共享存储系统；其中，所述多个集群通信节点之间相互连接，构成一个环状的集群通信节点通信结构；所述多个集群通信节点分别与所述共享存储系统连接。相较于先前技术，根据本发明提供的一种基于集群的高速通信架构及方法，将集群通信扩展到多台集群通信节点上，使集群通信系统的集群通信节点间、集群通信节点内的计算设备达到计算的负载均衡，并保证集群通信系统的高容错性，从而提高集群通信系统的整体运行效率，大大缩短任务处理时间。

技术领域

本发明属于集群通信领域，尤其涉及一种基于集群的高速通信方法及系统。

背景技术

当前社会人类的数据大爆炸，信息数据越来越多，人们对信息数据的处理能力的要求也越来越高，不仅石油勘探、气象预报、航天国防、科学研究等需求高性能计算，金融、政府信息化、教育、企业、网络游戏等更广泛的领域对高性能计算的需求迅猛增长。

计算速度对于高性能计算尤为重要，高性能计算朝多核、众核发展，采用异构并行提升应用计算速度，目前CPU+GPU是非常成熟的异构协同计算模式，适合高速并行计算的应用或算法，但是由于一些应用运算数据量一直比较大，受限于网络带宽等原因在单台服务器中添加多个加速卡或通过网络扩展有限的集群的方式，已经无法满足当前的需求。

发明内容

本发明提供一种基于集群的高速通信架构及方法，以解决上述问题。

本发明提供一种基于集群的高速通信架构，包括多个集群通信节点、共享存储系统；其中，所述多个集群通信节点之间相互连接，构成一个环状的集群通信节点通信结构；所述多个集群通信节点分别与所述共享存储系统连接。

本发明还提供一种基于集群的高速通信方法，包括以下步骤：

各个集群通信节点分别获取对应的部分计算任务数据后，进行处理并将处理结果按预设通信顺序发送至相邻的集群通信节点；

相邻的集群通信节点根据接收的所述处理结果，更新自己的计算并按照所述预设通信顺序发送至下一个相邻的集群通信节点，直至计算结束。

相较于先前技术，根据本发明提供的一种基于集群的高速通信方法及系统，将集群通信扩展到多台集群通信节点上，使集群通信系统的集群通信节点间、集群通信节点内的计算设备达到计算的负载均衡，并保证集群通信系统的高容错性，从而提高集群通信系统的整体运行效率，大大缩短任务处理时间。

本发明通过高速网络将多个集群通信节点连接，组成一个环形结构集群通信系统，实现计算规模的高扩展性，同时在此系统上循环通信与并行计算的异步执行，提高了集群通信系统的整体运行效率，满足了高性能应用的要求。

为了保证集群通信系统运行的可靠性，本发明提出了一种容错机制：即由集群通信节点定时收集其它集群通信节点的数据信息并保存到共享存储系统中，保证在长时间运行中出现系统宕机时，程序从断点处继续运行，同时保证当某集群通信节点故障时，可由其它集群通信节点继续其未完成的任务。

本集群通信系统具有较高的扩展性，环形的拓扑结构设计理论上可以扩展到任意多个集群通信节点，可以添加删除任意多个集群通信节点，可以防止某个集群通信节点突然故障或有新节点加入时可以继续工作。

为了对数据进行高效管理，本发明中还提出了一种数据存储的设计方法，即数据存储系统分共享存储系统和本地存储系统，共享存储系统中存储各集群通信节点共享的计算任务数据及备份数据，保证数据安全性及各集群通信节点间计算数据的同步，方便了数据的有效管理；同时，各个集群通信节点中的本地存储单元通过缓存共享存储系统中的数据，进一步提高数据的访问效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：