[發明專利]一種二維胖樹網絡拓撲的設計方法及裝置

有效

• 申請號: 202110448696.4
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113381940B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 喻杰;王昉;楊文祥;趙丹;王岳青;鄧亮;陳呈;楊超;楊志供;代喆
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心計算空氣動力研究所
• 主分類號: H04L45/02
• 分類號: H04L45/02;H04L45/48
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

本申請公開了一種二維胖樹網絡拓撲的設計方法及裝置，該方法包括：分別計算預設的初始二維胖樹網絡中的行數、列數和I/O轉發結點的第一數目；根據所述行數、所述列數以及第一數目將所述初始二維胖樹網絡中的I/O轉發結點均勻分配到所述初始二維胖樹網絡的每一行或每一列得到新的二維胖樹網絡；設置所述新的二維胖樹網絡中任一行的I/O轉發結點僅服務所述任一行的計算結點，或任一列的I/O轉發結點僅服務所述任一列的計算結點。本申請解決了現有技術中部分I/O轉發結點的I/O效率較低以及影響大規模并行程序的整體性能的技術問題。

技術領域

本申請涉及超級計算機技術領域，尤其涉及一種二維胖樹網絡拓撲的設計方法及裝置。

背景技術

現代超級計算機普遍采用了包含I/O轉發層的存儲體系結構，而二維胖樹網絡是現代超級計算機常采用的一種包含I/O轉發層的存儲體系結構，二維胖樹網絡包括計算結點、I/O轉發結點以及存儲結點。超級計算機通過二維胖樹網絡進行數據訪問的過程為：計算結點將數據讀寫的I/O請求發送給I/O轉發結點，由I/O轉發結點替它們從存儲系統中訪問數據。由于I/O請求需要經過計算結點與I/O轉發結點、I/O轉發結點與存儲系統之間的兩段網絡才能最終訪問到數據，因此，I/O路徑中的網絡距離將會顯著影響I/O訪問數據的效率。

目前，超級計算機采用的二維胖樹網絡拓撲結構為：將I/O轉發結點與存儲結點按類型分別集中放置，且兩種類型結點的位置關系并無特殊考慮。在一個典型的超級計算機I/O轉發結點和存儲結點的位置配置下，所有I/O轉發結點放置在一個機框內，所有存儲結點放在另一個機框內。但是，由于I/O轉發結點需要服務的計算結點可能分布于二維胖樹網絡中的任何行列，因此計算結點至I/O轉發結點的通信距離不盡相同。對于與I/O轉發結點同行或同列的計算結點，它們的I/O路徑較短，I/O效率較高；對于與I/O轉發結點既不同行也不同列的計算結點，它們的I/O路徑較長，I/O效率較為低下。若一個大規模并行程序同時在“快結點”與“慢結點”上運行，這些“慢結點”可能造成“短板效應”，將嚴重影響并行程序的整體性能。

發明內容

本申請解決的技術問題是：針對現有技術中部分I/O轉發結點的I/O效率較低以及影響大規模并行程序的整體性能，本申請提供了一種二維胖樹網絡拓撲的設計方法及裝置，本申請實施例所提供的方案中，將初始二維胖樹網絡中放置的多個I/O轉發結點均勻分布至初始二維胖樹網絡中的每一行或每一列得到新的二維胖樹網絡，在新的二維胖樹網絡中I/O轉發結點與存儲結點處于同一行或同一列中，保持了I/O轉發結點與存儲結點之間的網絡距離與初始二維胖樹網絡中的一樣，然后設置每一行的I/O轉發結點僅服務同一行的計算結點，或每一列的I/O轉發結點僅服務同一列的計算結點，縮短了初始二維胖樹網絡中部分計算結點到對應的I/O轉發結點之間的距離，使得新的二維胖樹網絡中任一計算結點到對應的I/O轉發結點之間的距離較短且一致，不僅提升了大部分計算結點的I/O效率，還避免了“慢結點”造成“短板效應”，所導致影響大規模并行程序的整體性能的問題。

第一方面，本申請實施例提供一種二維胖樹網絡拓撲的設計方法，該方法包括：

分別計算預設的初始二維胖樹網絡中的行數、列數和I/O轉發結點的第一數目；

根據所述行數、所述列數以及第一數目將所述初始二維胖樹網絡中的I/O轉發結點均勻分配到所述初始二維胖樹網絡的每一行或每一列得到新的二維胖樹網絡；

設置所述新的二維胖樹網絡中任一行的I/O轉發結點僅服務所述任一行的計算結點，或任一列的I/O轉發結點僅服務所述任一列的計算結點。