一种二维胖树网络拓扑的设计方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种二维胖树网络拓扑的设计方法及装置，该方法包括：分别计算预设的初始二维胖树网络中的行数、列数和I/O转发结点的第一数目；根据所述行数、所述列数以及第一数目将所述初始二维胖树网络中的I/O转发结点均匀分配到所述初始二维胖树网络的每一行或每一列得到新的二维胖树网络；设置所述新的二维胖树网络中任一行的I/O转发结点仅服务所述任一行的计算结点，或任一列的I/O转发结点仅服务所述任一列的计算结点。本申请解决了现有技术中部分I/O转发结点的I/O效率较低以及影响大规模并行程序的整体性能的技术问题。响大规模并行程序的整体性能的技术问题。响大规模并行程序的整体性能的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种二维胖树网络拓扑的设计方法及装置


[0001]本申请涉及超级计算机
，尤其涉及一种二维胖树网络拓扑的设计方法及装置。

技术介绍

[0002]现代超级计算机普遍采用了包含I/O转发层的存储体系结构，而二维胖树网络是现代超级计算机常采用的一种包含I/O转发层的存储体系结构，二维胖树网络包括计算结点、I/O转发结点以及存储结点。超级计算机通过二维胖树网络进行数据访问的过程为：计算结点将数据读写的I/O请求发送给I/O转发结点，由I/O转发结点替它们从存储系统中访问数据。由于I/O请求需要经过计算结点与I/O转发结点、I/O转发结点与存储系统之间的两段网络才能最终访问到数据，因此，I/O路径中的网络距离将会显著影响I/O访问数据的效率。
[0003]目前，超级计算机采用的二维胖树网络拓扑结构为：将I/O转发结点与存储结点按类型分别集中放置，且两种类型结点的位置关系并无特殊考虑。在一个典型的超级计算机I/O转发结点和存储结点的位置配置下，所有I/O转发结点放置在一个机框内，所有存储结点放在另一个机框内。但是，由于I/O转发结点需要服务的计算结点可能分布于二维胖树网络中的任何行列，因此计算结点至I/O转发结点的通信距离不尽相同。对于与I/O转发结点同行或同列的计算结点，它们的I/O路径较短，I/O效率较高；对于与I/O转发结点既不同行也不同列的计算结点，它们的I/O路径较长，I/O效率较为低下。若一个大规模并行程序同时在“快结点”与“慢结点”上运行，这些“慢结点”可能造成“短板效应”，将严重影响并行程序的整体性能。

技术实现思路

[0004]本申请解决的技术问题是：针对现有技术中部分I/O转发结点的I/O效率较低以及影响大规模并行程序的整体性能，本申请提供了一种二维胖树网络拓扑的设计方法及装置，本申请实施例所提供的方案中，将初始二维胖树网络中放置的多个I/O转发结点均匀分布至初始二维胖树网络中的每一行或每一列得到新的二维胖树网络，在新的二维胖树网络中I/O转发结点与存储结点处于同一行或同一列中，保持了I/O转发结点与存储结点之间的网络距离与初始二维胖树网络中的一样，然后设置每一行的I/O转发结点仅服务同一行的计算结点，或每一列的I/O转发结点仅服务同一列的计算结点，缩短了初始二维胖树网络中部分计算结点到对应的I/O转发结点之间的距离，使得新的二维胖树网络中任一计算结点到对应的I/O转发结点之间的距离较短且一致，不仅提升了大部分计算结点的I/O效率，还避免了“慢结点”造成“短板效应”，所导致影响大规模并行程序的整体性能的问题。
[0005]第一方面，本申请实施例提供一种二维胖树网络拓扑的设计方法，该方法包括：
[0006]分别计算预设的初始二维胖树网络中的行数、列数和I/O转发结点的第一数目；
[0007]根据所述行数、所述列数以及第一数目将所述初始二维胖树网络中的I/O转发结
点均匀分配到所述初始二维胖树网络的每一行或每一列得到新的二维胖树网络；
[0008]设置所述新的二维胖树网络中任一行的I/O转发结点仅服务所述任一行的计算结点，或任一列的I/O转发结点仅服务所述任一列的计算结点。
[0009]本申请实施例所提供的方案中，将初始二维胖树网络中放置的多个I/O转发结点均匀分布至初始二维胖树网络中的每一行或每一列得到新的二维胖树网络，在新的二维胖树网络中I/O转发结点与存储结点处于同一行或同一列中，保持了I/O转发结点与存储结点之间的网络距离与初始二维胖树网络中的一样，然后设置每一行的I/O转发结点仅服务同一行的计算结点，或每一列的I/O转发结点仅服务同一列的计算结点，缩短了初始二维胖树网络中部分计算结点到对应的I/O转发结点之间的距离，使得新的二维胖树网络中任一计算结点到对应的I/O转发结点之间的距离较短且一致，不仅提升了大部分计算结点的I/O效率，还避免了“慢结点”造成“短板效应”，所导致影响大规模并行程序的整体性能的问题。
[0010]可选地，根据所述行数、所述列数以及所述第一数目将所述初始二维胖树网络中的I/O转发结点均匀分配到所述初始二维胖树网络的每一行或每一列得到新的二维胖树网络，包括：
[0011]根据所述行数和所述第一数目计算均匀分配到所述每一行的I/O转发结点的第二数目；根据所述第二数目以及预设的第一放置规则将所述初始二维胖树网络中的I/O转发结点均匀分配到所述初始二维胖树网络的每一行；或
[0012]根据所述列数和所述第一数目计算均匀分配到所述每一列的I/O转发结点的第三数目；根据所述第三数目以及预设的第二放置规则将所述初始二维胖树网络中的I/O转发结点均匀分配到所述初始二维胖树网络的每一列。
[0013]可选地，所述预设的第一放置规则，包括：
[0014]若任一行不存在存储结点，将所述第二数目的I/O转发结点放置到所述任一行中与存储结点同列的机框中；
[0015]若任一行存在存储节点，将所述第二数目的I/O转发结点放置到与存储节点同行的机框中。
[0016]可选地，所述预设的第二放置规则，包括：
[0017]若任一列不存在存储结点，将所述第三数目的I/O转发结点放置到所述任一列中与存储结点同行的机框中；
[0018]若任一列存在存储节点，将所述第三数目的I/O转发结点放置到与存储节点同列的机框中。
[0019]第二方面，本申请实施例提供了一种二维胖树网络拓扑的设计装置，该装置包括：
[0020]计算单元，用于分别计算预设的初始二维胖树网络中的行数、列数和I/O转发结点的第一数目；
[0021]分配单元，用于根据所述行数、所述列数以及第一数目将所述初始二维胖树网络中的I/O转发结点均匀分配到所述初始二维胖树网络的每一行或每一列得到新的二维胖树网络；
[0022]设置单元，用于设置所述新的二维胖树网络中任一行的I/O转发结点仅服务所述任一行的计算结点，或任一列的I/O转发结点仅服务所述任一列的计算结点。
[0023]可选地，所述分配单元，具体用于：
[0024]根据所述行数和所述第一数目计算均匀分配到所述每一行的I/O转发结点的第二数目；根据所述第二数目以及预设的第一放置规则将所述初始二维胖树网络中的I/O转发结点均匀分配到所述初始二维胖树网络的每一行；或
[0025]根据所述列数和所述第一数目计算均匀分配到所述每一列的I/O转发结点的第三数目；根据所述第三数目以及预设的第二放置规则将所述初始二维胖树网络中的I/O转发结点均匀分配到所述初始二维胖树网络的每一列。
[0026]可选地，所述预设的第一放置规则，包括：
[0027]若任一行不存在存储结点，将所述第二数目的I/O转发结点放置到所述任一行中与存储结点同列的机框中；
[0028]若任一行存在存储节点，将所述第二数目的I/O转发结点放置到与存储节点同行的机框中。
[0029]可选地，所述预设的第二放置规则，包括：
[0030]若任一列不存在存储本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二维胖树网络拓扑的设计方法，其特征在于，包括：分别计算预设的初始二维胖树网络中的行数、列数和I/O转发结点的第一数目；根据所述行数、所述列数以及第一数目将所述初始二维胖树网络中的I/O转发结点均匀分配到所述初始二维胖树网络的每一行或每一列得到新的二维胖树网络；设置所述新的二维胖树网络中任一行的I/O转发结点仅服务所述任一行的计算结点，或任一列的I/O转发结点仅服务所述任一列的计算结点。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述行数、所述列数以及所述第一数目将所述初始二维胖树网络中的I/O转发结点均匀分配到所述初始二维胖树网络的每一行或每一列得到新的二维胖树网络，包括：根据所述行数和所述第一数目计算均匀分配到所述每一行的I/O转发结点的第二数目；根据所述第二数目以及预设的第一放置规则将所述初始二维胖树网络中的I/O转发结点均匀分配到所述初始二维胖树网络的每一行；或根据所述列数和所述第一数目计算均匀分配到所述每一列的I/O转发结点的第三数目；根据所述第三数目以及预设的第二放置规则将所述初始二维胖树网络中的I/O转发结点均匀分配到所述初始二维胖树网络的每一列。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述预设的第一放置规则，包括：若任一行不存在存储结点，将所述第二数目的I/O转发结点放置到所述任一行中与存储结点同列的机框中；若任一行存在存储节点，将所述第二数目的I/O转发结点放置到与存储节点同行的机框中。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设的第二放置规则，包括：若任一列不存在存储结点，将所述第三数目的I/O转发结点放置到所述任一列中与存储结点同行的机框中；若任一列存在存储节点，将所述第三数目的I/O转发结点...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻杰，王昉，杨文祥，赵丹，王岳青，邓亮，陈呈，杨超，杨志供，代喆，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：