基于消息傳遞的Beowulf機(jī)群系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，生物醫(yī)學(xué)、天氣預(yù)報(bào)、高能物理等領(lǐng)域的計(jì)算任務(wù)越來越多，其特點(diǎn)是計(jì)算數(shù)據(jù)多、算法復(fù)雜、計(jì)算規(guī)模大、難度高。因此，計(jì)算機(jī)的可靠性和可用性變得越來越重要。盡管單臺(tái)計(jì)算機(jī)的性能和可靠性越來越好，但是單臺(tái)計(jì)算機(jī)難以完成某些現(xiàn)實(shí)要求。為此，人們想到用普通的PC機(jī)通過某種方式連接起來，形成一個(gè)高性能系統(tǒng)，這種系統(tǒng)叫做機(jī)群。機(jī)群不僅價(jià)格低廉，而且使用方便，對(duì)軟件、硬件設(shè)備要求非常低，是替代昂貴的超級(jí)計(jì)算機(jī)的最好選擇。機(jī)群技術(shù)就是將

2、多臺(tái)計(jì)算機(jī)組織起來協(xié)同工作，模擬一臺(tái)功能更強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)的技術(shù)，該技術(shù)能夠提高系統(tǒng)可用性和可靠性。 作為高性能計(jì)算系統(tǒng)的一個(gè)分支，基于消息傳遞的Beowulf機(jī)群系統(tǒng)應(yīng)用越來越廣泛，它具有許多優(yōu)點(diǎn)，例如：廉價(jià)、易管理、性價(jià)比高等。在本文中，我們利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的硬件和軟件資源，通過引入機(jī)群中間件技術(shù)架構(gòu)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于MPI和Linux的機(jī)群系統(tǒng)。 首先，本文詳細(xì)研究了Linux機(jī)群的體系結(jié)構(gòu)與功能，分析了現(xiàn)有的機(jī)群研

3、究現(xiàn)狀、并行計(jì)算編程模型以及消息傳遞機(jī)制，分析和闡述了基于MPI的Linux機(jī)群系統(tǒng)的基本原理、思想，及其組成結(jié)構(gòu)和各個(gè)部分的主要功能，研究了并行計(jì)算和機(jī)群中間件的幾種關(guān)鍵技術(shù)。 其次，在系統(tǒng)中，我們?cè)O(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)機(jī)群中間件，主要包括：計(jì)算節(jié)點(diǎn)的添加模塊、資源管理模塊、任務(wù)調(diào)度模塊。通過實(shí)現(xiàn)機(jī)群中間件的各個(gè)功能模塊，該系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)負(fù)載測(cè)試功能、反映各節(jié)點(diǎn)負(fù)載動(dòng)態(tài)變化的功能以及根據(jù)節(jié)點(diǎn)負(fù)載合理地分配任務(wù)的功能。這些研究和實(shí)現(xiàn)是當(dāng)