网络环境下对已知拓扑型集合通信的研究

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1、广西大学硕士学位论文网络环境下对已知拓扑型集合通信的研究姓名：王丽申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：苏德富2003.5.1广西大学硕士论文网格环境下对已知拓扑型集合通信的研究摘要网格环境下对已知拓扑型集合通信的研究摘要／网格(grid)技术是近年来国际上兴起的一种重要信息技术，它的寄标是实现网络虚拟环境上的高性能资源共享和协同工作，消除信息孤岛和资源孤岛。在网格系统中，某项任务可能是由若干进程协作完成的，而这若干个进程则可能分布在不同地方的资源上。为了完成某个任务，进程间的集合通

2、信操作是必不可免的。一个集合操作算法的好坏会直接影晌整个任务的性能。因此，近几年来，如何为集合通信操作建立“最优”通信树的问题受到了越来越多的关注。在本文中所提到的为集合通信建立“最优”树实际上就是寻找集合通信的最优算法。咿l库中的集合通信操作中最典型的操作就是广播，广播通信性能的好坏直接影响了咿I应用程序的性能。因此∥本文以广播通信为研究重点。现有的一些未知拓扑型集合通信算法j并不利用网络拓扑结构信息，都是首先对网络模型化，并且用各种参数来描述该模型中网络通信的特点，然后基于此模型和其参数值为集

3、合通信操作构造最优树来实现集合通信。但是这些方法存在着一些问题，就是它们都假定计算中的所有进程对(发送进程和接收进程称为进程对)之间的通信时间都相等。当所有的计算任务都在单独一台机器上执行时，这些发送／接收进程对之间的通信时间是近似相等的；但是当计算是在一个网格环境上运行时，由于网格中通过不同通信连接的通信时间是不一样的，所以这些发送／接收进程对之间的通信时间是不可能近似相等的。于是，近来有人提出了两层的已知拓扑型集合通信算法(例如MAGPIE)。／该算法利用网络拓扑信息可以使通过慢连接(如广域网

4、)的通信最少，从而可以减少总的通信开销。但是，这些方法只是根据处理器之间距离的远近将网络通信分成两层：即局域网通信和广域网通信。然而，在网格的实际应用中，相互传递消息的进程之间的通信连。．§》接是各种各样的，如wideAreaNetworkTCP、LocalAreaNetwork少TCP、IntramachineTCP和Vendor-suppliedMPI等等，这些通信连接的通信速度是备不相同的。因此对于某个集合通信，可以根据通信网络的拓扑信息，将该通信网络分成若干层，然后创建一个多层的网络l”广

5、疆大学硕士论文网格环境下对已知拓扑型集合通信的研究摘簧拓扑结构树，充分利用了树中不同层的通信开销的不同，总是使潦过最慢连接(例如广域网)鳇通馕最，J、，这样，该集会通信总的完成时间就最少，从而使集合通信的宪戒时间在网格环境下达到最优。卜在这篇论文中，我们以广播通信为例，分析比较了未知辐扑型的广播算法，两层的辩知拓扑型广播算法(例如MagPfe)，以疑多层的已知撷扑型广播算法(例如帅lCH-G2)，并重点研究了网格环境下的多层西知拓扑型广播算法。由于瓣iGH稍2中豹算法其是考虑了pO作为广播操作的根

6、进程的特殊情况，对于一般情况，即广播的根进程悬任意一个p；时，算法应该是怎样的?本文对橇避程燕po的多层已知拓扑裂广播算法作了改进，只需要进行简单的变换就可以满足广播的根进糕是任意一个P；鹩一般情况。上述理论分析的结果还需要通过实验来验证，因此，本文通过对目翁国际上曩寿彩晌力的网格计算项聱之一8lobus酶赣究，翻溺GIobus所提供的工具包GIoubsTooIkit2．2和肿ICH-G2，搭建了一令橇群弼格环境，在我环境主实凌了～令多蒺基翔据扑型广播算法，并对未知拓扑型广播和多层已知拓扑擞广播的

7、完成时间作了比较。；≤测受广播静完成时闺时，秀了攥裂准确的溅篓结暴，一釉准确的测试方法是必须的。然而测量评价广播算法并不是一件容易的事情，现鸯的尼秘溅量方法都无法消除漉拳线彩晌。在露格环境下，这个问题更为严重∥本文比较了几种测鬓广播通信的方法，麓点研究和实现了网接环境冬的一种准确的测量糖l广矮通信的方法，共且运用此方法对已知拓扑集合通信和未知拓扑集合通信的完成时间进行了比较。关键词璺蹩!M。。P!j竺坠cH一62，一集合通信j广欺未知拓扑型广播j穗知拓矜型广播7‘’鞋广器夫掌硬女论文嬲接环境下辩器

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