[发明专利]一种胖树网络结构上的通信优化方法

说明书

本发明公开一种胖树网络结构上的通信优化方法，包括以下步骤：S1、假设每个超节点包含的节点数量为N，根据裁剪胖树裁剪比例1/X，计算每个超节点同时通信的最大进程数M=N*（1/X），M为同时通信时，理论上能用满带宽的超节点内最大进程数；S2、根据课题的通信方式，得到课题需要同时通信的进程数量K；S3、若K小于超节点内节点数量，将每个超节点按照K个进程为1组，分为若干组，转S；S4、按超节点内的组号和组内编号，结合具体的路由规则，对超节点进行逻辑编号；S5、按照新的逻辑编号和课题特征，依次进行组内和组间通信。本发明实现了应用课题和系统的结合，显著提高了课题的带宽利用率，充分发挥了系统的网络性能。

技术领域

本发明涉及一种胖树网络结构上的通信优化方法，属于网络通信的性能优化技术领域。

背景技术

胖树网络是目前高性能计算领域常见的网络拓扑结构。由于超级计算机规模越来越大，目前TOP500第一名的超级计算机系统峰值已经达到500P，节点数量超过15万。在经济、效益等各方面考量下，有裁剪的胖树是许多超级计算机系统的选择，引入裁剪后，胖树网络面临带宽裁剪和通信冲突的问题。如何用好裁剪胖树网络，避免网络冲突，充分发挥网络性能，在现实的高性能应用中具有重要意义。

目前裁剪胖树网络的性能优化，一般都是基于硬件底层的网络路由算法优化或者基于MPI层的通信算法优化。基于硬件底层的网络路由算法优化，优化的视角是基于网络拓扑，保证尽可能多的情况下路由的尽量不冲突；基于MPI层的通信算法优化，优化的视角是典型的集合通信算法。这两种优化思路，属于粗粒度的、整体层面的系统优化，很难满足课题的特定通信方式的需求。

裁剪胖树网络结构由于带宽无法保证任意叶节点间有专属通路，叶节点间通信达不到理论网络带宽，当所有叶节点进程同时通信时，得到的最大带宽相当于理论带宽的1/X，裁剪比例越大，可得到的实际带宽越少。在超大规模的裁剪胖树网络下，如何得到标称的理论带宽，是个实际且重要的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种胖树网络结构上的通信优化方法，以解决硬件底层路由优化和MPI层通信算法优化只针对系统整体优化、针对性不强的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种胖树网络结构上的通信优化方法，包括以下步骤：

S1、假设每个超节点包含的节点数量为N，根据裁剪胖树裁剪比例1/X，计算每个超节点同时通信的最大进程数N*（1/X）=M，M为同时通信时，理论上能用满带宽的超节点内最大进程数；

S2、根据课题的通信方式，得到课题需要同时通信的进程数量K；

S3、若K小于超节点内节点数量N，将每个超节点按照K个进程为1组，分为若干组，转S4，若K不小于超节点内节点数量N， 则按N个进程为1组进行编号；

S4、按超节点内的组号和组内编号，结合具体的路由规则，对通信节点进行逻辑编号；

S5、按照新的逻辑编号和课题特征，依次进行组内和组间通信。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明一种胖树网络结构上的通信优化方法，实现了应用课题和系统的结合，显著提高了课题的带宽利用率，充分发挥了系统的网络性能。

附图说明

附图1为发明一种胖树网络结构上的通信优化方法的流程示意图。

具体实施方式

实施例：本发明提供一种胖树网络结构上的通信优化方法，具体包括以下步骤：

S1、假设每个超节点包含的节点数量为N，根据裁剪胖树裁剪比例1/X，计算每个超节点同时通信的最大进程数M=N*（1/X），M为同时通信时，理论上能用满带宽的超节点内最大进程数；