一、4元N树InfiniBand网络的拓扑探查及管理（论文文献综述）
吕高锋,苏金树,孙志刚,崔向东[1]（2011）在《IBS216Q交换机设计与实现》文中研究表明高性能高密度InfiniBand交换机是超级计算节点互连的基础设施,其设计面临高密度结构设计、高速信号传输设计、电源设计、散热设计和系统管理等众多挑战,是一项复杂的系统工程.重点介绍了高性能高密度Infiniband交换机银河玉衡IBS216Q的设计与实现方法,归纳为正交结构、10Gbps高速信号跨背板传输和I2C带外管理和MAD带内管理融合等先进的设计方法.最后,给出了IBS216Q在TH-1系统中测试结果,论证了IBS216Q系统设计方法的正确性和可靠性.
吕高锋,苏金树,孙志刚,崔向东[2]（2010）在《IBS216Q交换机设计与实现》文中研究指明高性能高密度InfiniBand交换机是超级计算节点互连的基础设施,其设计面临高密度结构设计、高速信号传输设计、电源设计、散热设计和系统管理等众多挑战,是一项复杂的系统工程.重点介绍了高性能高密度Infiniband交换机银河玉衡IBS216Q的设计与实现方法,归纳为正交结构、10 Gbps高速信号跨背板传输和I2C带外管理和MAD带内管理融合等先进的设计方法.最后,给出了IBS216Q在TH-1系统中测试结果,论证了IBS216Q系统设计方法的正确性和可靠性.
童心[3]（2010）在《InfiniBand基板管理的研究与实现》文中认为作为一种互连技术,InfiniBand技术具有高带宽、低延时等许多优势,被认为是消除当前I/O架构性能瓶颈的一种新途径。InfiniBand子网实现了数十个到数百个节点间的高速互连与数据传输。目前,InfiniBand技术已在高性能计算领域得到广泛应用,正逐渐成为高性能计算互连的首选协议。基板管理是InfiniBand网络管理的重要组成部分,主要功能是对InfiniBand子网设备硬件的监控和管理,保证子网的稳定运行。高效、完善的基板管理对提高InfiniBand网络的可靠性具有重要意义。本论文的主要工作有以下三点:（1）研究了InfiniBand的体系结构,对InfiniBand的管理机制,特别是对通用服务管理中的基板管理进行了深入分析和探讨,详细分析InfiniBand的基板管理模型。（2）深入分析了IBS216Q交换机的基板管理原理,提出了一种基于I2C网络的交换机基板管理模型并加以实现,基于此基板管理对交换机的板卡温度进行监测,以验证其有效性。（3）研究了InfiniBand胖树拓扑结构子网的路由算法,并进行了故障模式的分析;提出一种衡量子网故障影响程度的指标,基于此指标对m端口3树InfiniBand子网的故障模式进行了分析;提出一种对子网影响程度较小的解决子网故障的方案。最后基于上述方案进一步就交换机对子网的故障模式和影响程度进行了分析和研究。综上所述,本文对InfiniBand基板管理的机制进行了深入研究,并加以设计和实现;同时对InfiniBand胖树拓扑结构子网的故障模式进行了分析,对提高InfiniBand子网的容错性,构建基于InfiniBand的高性能集群系统有一定的理论意义和应用价值。
温建伟[4]（2009）在《InfiniBand子网管理技术的研究与实现》文中研究表明随着计算能力向数据中心的集中,消除数据通信性能瓶颈和改进系统管理变得比以往更加重要,I/O子系统是造成这类问题的关键。如何高效的进行数据传输与处理已经成为集群互连技术的研究热点,InfiniBand正是被认为能消除当前I/O架构性能瓶颈的一种新的I/O互连技术。InfiniBand的子网可以实现从十几个到几百个节点间的高速互连与数据传输,不仅成为高性能计算领域互连的标准,而且也是存储网络的发展趋势。子网管理是实现基于InfiniBand互连的基础,主要实现拓扑的发现、路由计算和转发表的分发等功能,是InfiniBand研究的关键。本文对子网管理的关键技术进行深入的分析与研究,并基于OpenSM实现了InfiniBand的子网管理。论文的主要工作和贡献包括:（1）分析了子网管理的工作流程,研究了子网管理器的状态转换机制。基于子网管理的拓扑发现机制,给出了子网拓扑发现的探测流程。重点研究了不规则子网的Up/Down路由算法及其改进。根据InfiniBand交换机转发表的特点,研究了转发表的分发机制。提出了一种基于GUID标识的InfiniBand交换机识别方法。（2）研究了InfiniBand子网管理器的处理流程,建立了子网管理的对象模型,实现了子网管理器的扫描功能。研究了LID的分配机制,分析了LID矩阵模型的构造过程,并且根据LID矩阵模型建立了交换机的转发表。介绍了基于开放源码的子网管理软件OpenSM的子网管理器实现。（3）基于Mellanox公司的MTS3600 InfiniBand交换机和ConnectX IB HCA卡建立了一个Infiniband子网环境,对基于OpenSM的子网管理器的实现进行了测试。测试了36条子网管理命令,涵盖了拓扑发现、路由计算、LID的分配等子网管理功能,并对实验结果进行分析。综上,本文研究了InfiniBand子网管理的工作原理及其实现机制,并在构建的测试平台上进行了验证,对构建基于InfiniBand的集群系统具有一定的指导意义和应用价值。
祝亚斌[5]（2008）在《IBA网络软件模拟平台的设计与实现》文中进行了进一步梳理网络性能一直是制约高性能计算技术发展的瓶颈。由于InfiniBand具有众多传统网络无法比拟的优点:高宽带、低延时、支持多种传输协议等,它已经成为高性能计算机互连网络的新标准。InfiniBand的潜在优势导致了互连技术的飞跃,研究及开发商用IBA产品目前已经成为业界的一个热点领域。IBA软件模拟平台的开发,主要是为IBA系统的网络结构和总体方案的决策提供强大的支撑,同时开展方案设计的性能量化评定。本文详细地分析了IBA模拟平台中如switch模型、HCA模型、子网管理模型等各组成部件的功能,并描述了各部分的详细设计;给出了模拟平台实现过程中较为重要的几种数据结构,并对模拟平台的整体流程进行了描述。论文最后还给出了此模拟平台获取的部分模型数据的统计结果,并对模拟结果进行了分析。本文通过对IBA网络技术的分析研究,在此基础上,参考软件工程设计和硬件设计原理,基本遵循IBA协议,设计了一个可扩展性好、支持大规模模拟、模拟精度高的IBA软件模拟平台。采用C语言对模拟平台进行层次化和模块化的实现。整体结构层次清晰,各模块接口规范,易于扩充,方便新功能模块的添加。该软件模拟平台可以根据不同的应用来设置不同的switch和HCA模型参数（例如:包负载大小、数据包发送间隔、数据包的目标分布等）,并给出大规模网络性能的参考数据,以此来改进我们的网络设计方案。同时在此模拟平台的基础上,工程人员可以方便地开展IBA网络结构、算法和微结构的理论研究,具有较好的应用前景。
曹志强,金红[6]（2004）在《4元N树InfiniBand网络的拓扑探查及管理》文中认为业界越来越认可InfiniBand协议在网络互联技术上的优势。根据其网络特点,将K元N树引入IBA,构造规则拓扑的网络结构,以满 足性能和路由的需求。但InfiniBand协议并没有给出针对规则拓扑结构有效的管理方法,该文提出一种管理策略。以实现对这种规则拓扑的 探查、错误检查及其验证。该方法同时支持基于4元N树的多种规模网络的节点定位和管理。
二、4元N树InfiniBand网络的拓扑探查及管理（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、4元N树InfiniBand网络的拓扑探查及管理（论文提纲范文）
（1）IBS216Q交换机设计与实现（论文提纲范文）
| 1 相关研究 |
| 2 关键技术 |
| 2.1 高密度结构设计 |
| 1) 系统结构设计 |
| 2) 交换板设计 |
| 3) 正交结构 |
| 2.2 高速信号传输链路设计 |
| 1) 仿真模型建立 |
| 2) 参数扫描 |
| 2.3 系统管理 |
| 1) MAD带内管理 |
| 2) I2C带外管理 |
| 3 性能评测 |
| 3.1 高速信号传输质量 |
| 3.2 端口速度 |
| 1) 压力测试 |
| 2) MPI测试 |
| 3.3 系统管理 |
| 4 结束语 |
（3）InfiniBand基板管理的研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 InfiniBand 技术基础 |
| 1.2.1 InfiniBand 的体系结构 |
| 1.2.2 InfiniBand 的网络管理 |
| 1.2.3 InfiniBand 交换机 |
| 1.3 主要研究内容和创新点 |
| 1.4 论文的组织结构 |
| 第二章 InfiniBand 网络路由和交换原理 |
| 2.1 协议分层和数据包格式 |
| 2.2 子网管理及拓扑发现 |
| 2.3 网络编址 |
| 2.3.1 本地标识符 |
| 2.3.2 全局路由标识符 |
| 2.4 子网路由 |
| 2.5 线性转发表和随机转发表 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 InfiniBand 网络的基板管理模型 |
| 3.1 InfiniBand 基板管理的基本机制 |
| 3.1.1 通用服务管理模型 |
| 3.1.2 基板管理体系结构 |
| 3.1.3 基板管理的通信模型 |
| 3.2 板卡基板管理 |
| 3.2.1 基板管理模型 |
| 3.2.2 板卡管理模型 |
| 3.3 机架管理 |
| 3.3.1 主动管理机架 |
| 3.3.2 被动管理机架 |
| 3.3.3 非管理机架 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 IBS216Q 交换机基板管理的设计与实现 |
| 4.1 IBS216Q 交换机简介 |
| 4.2 IBS216Q 交换机的基板管理模型 |
| 4.2.1 板卡连接结构 |
| 4.2.2 基板管理架构 |
| 4.3 板卡硬件管理（MHM）的实现 |
| 4.3.1 板卡硬件结构 |
| 4.3.2 硬件管理电路 |
| 4.4 IBS216Q 交换机的机架管理 |
| 4.5 基于基板管理的系统工作温度测试 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 InfiniBand 交换机故障影响度分析 |
| 5.1 胖树拓扑结构 |
| 5.1.1 胖树结构的基本特点 |
| 5.1.2 m 端口n 树模型 |
| 5.2 胖树故障影响度 |
| 5.2.1 InfiniBand 子网中多路径传输机制 |
| 5.2.2 故障影响度定义 |
| 5.2.3 m 端口3 树的故障影响度计算与分析 |
| 5.3 IBS216Q 交换机的故障影响度分析 |
| 5.3.1 IBS216Q 交换机的故障影响度 |
| 5.3.2 IBS216Q 交换机与324 口交换机故障影响度的比较 |
| 5.4 小结 |
| 结束语 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（4）InfiniBand子网管理技术的研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 InfiniBand 网络的管理 |
| 1.3 课题研究内容与主要成果 |
| 1.4 论文的组织结构 |
| 第二章 InfiniBand 技术基础 |
| 2.1 体系结构和优点 |
| 2.2 协议分层 |
| 2.3 基本的通信机制 |
| 2.4 流量控制机制 |
| 2.5 网络编址 |
| 2.6 子网管理的工作原理 |
| 2.7 小结 |
| 第三章 InfiniBand 子网管理关键技术研究 |
| 3.1 拓扑发现机制 |
| 3.1.1 拓扑发现的探测流程 |
| 3.1.2 拓扑发生变化时的算法研究 |
| 3.2 相关路由算法 |
| 3.3 交换机转发表的设置 |
| 3.3.1 转发表的分类 |
| 3.3.2 转发表的分发 |
| 3.4 基于GUID 标识的IB 交换机识别 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 Infiniband 子网管理器的实现 |
| 4.1 子网管理器的处理流程 |
| 4.2 子网管理对象模型 |
| 4.2.1 子网管理对象模型分类 |
| 4.2.2 子网对象模型的初始化 |
| 4.3 子网扫描的实现 |
| 4.3.1 扫描的流程 |
| 4.3.2 扫描的分类 |
| 4.3.3 LID 的分配 |
| 4.4 转发表管理的实现 |
| 4.5 OpenSM 子网管理器的实现 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 InfiniBand 子网管理器的测试与分析 |
| 5.1 测试环境 |
| 5.1.1 测试环境的硬件 |
| 5.1.2 测试软件的建立与运行 |
| 5.2 测试命令 |
| 5.2.1 测试命令的描述 |
| 5.2.2 测试命令的分类 |
| 5.3 命令测试及结果分析 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（5）IBA网络软件模拟平台的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第1章 概述 |
| 1.1 背景及问题的提出 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究的目标及其主要的内容 |
| 1.4 本文的组织结构及其章节编排 |
| 第2章 IBA 网络技术 |
| 2.1 IBA 概述 |
| 2.1.1 产生的原因 |
| 2.1.2 具有的优势 |
| 2.2 IBA 的组成结构 |
| 2.2.1 IBA 互连结构 |
| 2.2.2 IBA 基本通信机制 |
| 2.2.3 IBA 部件 |
| 2.3 switch 的组成与功能 |
| 2.4 switch 的结构 |
| 2.4.1 包格式 |
| 2.4.2 switch 的功能属性 |
| 2.4.3 仲裁策略 |
| 2.4.4 路径选择算法 |
| 2.4.5 流量控制机制 |
| 2.4.6 基本的检错功能 |
| 2.5 HCA 的组成与功能 |
| 2.6 模拟平台中用到的IBA 网络技术 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 IBA 网络软件模拟平台的总体设计 |
| 3.1 设计目标 |
| 3.2 IBA 模拟平台的基本结构 |
| 3.2.1 HCA 模型 |
| 3.2.2 网络结构配置 |
| 3.2.3 子网管理 |
| 3.2.4 数据统计分析 |
| 3.2.5 Switch 模型 |
| 3.2.6 子网探查 |
| 3.2.7 路由算法 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 IBA 网络软件模拟平台的详细设计 |
| 4.1 网络结构 |
| 4.1.1 K 元N 树的定义 |
| 4.1.2 支持的网络结构与规模 |
| 4.1.3 拓扑构造算法 |
| 4.2 子网探查算法 |
| 4.2.1 要求 |
| 4.2.2 原则 |
| 4.2.3 步骤 |
| 4.3 LID 分配算法 |
| 4.3.1 遵循的规则 |
| 4.3.2 单播LID 分配算法 |
| 4.3.3 多播LID 分配算法 |
| 4.4 单播路由算法 |
| 4.4.1 单播算法的设计约定 |
| 4.4.2 单播共享路由算法 |
| 4.5 多播路由算法 |
| 4.5.1 构造多播路由表的宗旨 |
| 4.5.2 构造多播路由表的流程 |
| 4.6 HCA 模型 |
| 4.6.1 HCA 模型功能说明 |
| 4.6.2 HCA 模型执行顺序 |
| 4.7 switch 模型 |
| 4.8 子网管理模型 |
| 4.8.1 子网管理 |
| 4.8.2 子网管理代理 |
| 4.8.3 子网管理接口 |
| 4.8.4 子网管理包 |
| 4.9 本章小结 |
| 第5章 switch 模型的设计 |
| 5.1 switch 模型概述 |
| 5.2 消息包格式 |
| 5.2.1 一般消息包格式 |
| 5.2.2 子网管理包的格式 |
| 5.2.3 流控制包格式 |
| 5.3 switch 的逻辑描述 |
| 5.3.1 输入部分逻辑与结构 |
| 5.3.2 VL 输入部分逻辑与结构 |
| 5.3.3 输出部分逻辑与结构 |
| 5.4 子网管理接口和管理代理 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 IBA 模拟平台的实现 |
| 6.1 基本结构和运行环境 |
| 6.2 重要数据结构 |
| 6.2.1 预定义参数设置 |
| 6.2.2 HCA 和switch 模型的数据结构 |
| 6.2.3 消息包 |
| 6.3 程序接口 |
| 6.3.1 子网管理与HCA 程序接口 |
| 6.3.2 主子网管理与从子网管理的接口 |
| 6.3.3 子网管理与switch 的接口 |
| 6.3.4 子网管理与子网管理代理的接口 |
| 6.4 模拟平台的总控制流程 |
| 6.5 模拟结果及分析总结 |
| 6.5.1 均匀随机目标——K 元N 树2vc 下各节点的节点发送率对比 |
| 6.5.2 均匀随机目标——K 元N 树2VC 下各节点的延迟量对比 |
| 6.5.3 均匀随机目标与热点目标模式的节点发送率对比 |
| 6.5.4 均匀随机目标与热点目标模式的延迟量对比 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 本文工作回顾 |
| 7.2 成果及意义 |
| 7.3 存在的问题及进一步的工作 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者攻读学位期间发表的论文 |
（6）4元N树InfiniBand网络的拓扑探查及管理（论文提纲范文）
| 1 IBA网络构架 |
| 1.1 K元N树的定义 |
| 1.2 IBA网络的构架 |
| 1.3 邻居算法 |
| 2 网络拓扑的探查及连接关系的检查 |
| 2.1 IBA子网管理包介绍 |
| 2.2 拓扑探查使用的算法 |
| 2.3 拓扑探查的步骤 |
| 2.4 节点编号的计算方法和返回路径的检查方法 |
| 2.5 路径检查和GUID检查以及能查出的错误 |
| (1) GUID检查流程 |
| (2)路径检查流程 |
| 2.6 故障节点集 |
| 3 结论 |
四、4元N树InfiniBand网络的拓扑探查及管理（论文参考文献）
- [1]IBS216Q交换机设计与实现[J]. 吕高锋,苏金树,孙志刚,崔向东. 计算机研究与发展, 2011(S1)
- [2]IBS216Q交换机设计与实现[A]. 吕高锋,苏金树,孙志刚,崔向东. 2010年第16届全国信息存储技术大会（IST2010）论文集, 2010
- [3]InfiniBand基板管理的研究与实现[D]. 童心. 国防科学技术大学, 2010(05)
- [4]InfiniBand子网管理技术的研究与实现[D]. 温建伟. 国防科学技术大学, 2009(05)
- [5]IBA网络软件模拟平台的设计与实现[D]. 祝亚斌. 上海交通大学, 2008(S2)
- [6]4元N树InfiniBand网络的拓扑探查及管理[J]. 曹志强,金红. 计算机工程, 2004(S1)