MPICH在工作站机群环境下通信机制的分析与优化

发布时间：2020-09-07 12:45

　　 MPICH是目前应用最广泛的MPI标准的实现，是基于消息传递的并行函数库，能被移植到多种计算机系统上。MPICH是开源软件，但是介绍其内部实现的资料非常少。MPICH计算能力强，可移植性好，但基于工作站机群的通信实现过程中，其通信延迟比较大。因此，对MPICH通信实现过程的分析与优化对于提高并行程序的运行效率具有重要意义。本文从通信实现的角度出发，通过分析MPICH的源代码，对MPICH的通信实现过程进行了优化，实现了一个改进的并行函数库。 MPICH在进程间通信的过程中，节点之间是按照进程而不是节点来建立TCP连接的。MPICH在通信环境初始化过程中，将不在同一节点的每两个进程之间都建立有TCP连接。实验证明，两个节点之间建立多个TCP连接通信开销较大，而且并不能优化通信，完全可以简化为一个TCP连接。因此，本文采取在每个节点增加一个管理进程的办法，负责所有的对外TCP连接，这样既优化了进程间通信连接结构，又节省了连接建立过程中的通信开销，特别是对不在同一台机器上的进程间通信起到了较好的优化效果。 MPICH在机群环境下启动任务时是顺序执行的，用户在主节点执行MPI程序后，主节点依次启动远程节点任务，这种方式在任务启动过程中随着节点数的增加通信开销增加很快。本文运用算法的倍增设计技术，提出并实现了一种并行化的任务启动方式并进行了测试。并行化的任务启动方式采取一种扩散的树型结构，实现了MPICH串行任务启动方式的并行化，减少了任务启动过程中的通信时间，得到了更高的通信效能。 本文最后运用以上阐述的改进方法，实现了一个改进的并行函数库，并通过实例描述了其原理。
【学位单位】：解放军信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2010
【中图分类】：TP368.5

【参考文献】

相关期刊论文 前8条

1 高飞;刘青昆;向文;黄丹;;MPICH标准通信模式下消息传递机制的研究[J];长春师范学院学报;2007年10期

2 何卫列;;基于Linux集群架构的MPI点对点通信研究[J];沈阳航空工业学院学报;2007年03期

3 贾明飞,董渭清,黄泳翔,侯宗浩;一种在MPI程序中实现点对点通信原语到集合通信原语转换的方法[J];计算机工程与应用;2003年14期

4 王萃寒;赵晨;许小刚;吴国新;;分布式并行计算环境:MPI[J];计算机科学;2003年01期

5 王文义,刘辉;并行程序设计环境MPICH的应用机理分析[J];计算机应用;2002年04期

6 罗省贤,李录明;基于MPI的并行计算集群通信及应用[J];计算机应用;2003年06期

7 苗长征;郑全录;吴伟峰;;P4并行环境的建立过程分析[J];计算机应用;2007年08期

8 胡明昌,史岗,胡伟武,唐志敏;通信对机群并行计算性能的影响[J];小型微型计算机系统;2003年09期

本文编号：2813361