机群系统中的简单可靠协议通信技术研究

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摘要:简单可靠协议SRCP(Simple Reliable Communication Protocol)是在传统通信协议的基础上提出的一种基于以太网的用户层高效通信协议.该协议通过一层虚拟驱动在用户空间和网络接口之间直接传递数据,将协议处理提到用户空间实现,简化了通信的层次,减少了系统核心的干预.基于该协议设计了Linux操作系统下的SRCP,并应用于机群系统中.
    关键词:计算机应用;网络最大传输长度(MTU);机群系统;机群通信;协议机群是全体计算机(结点)的集合[1],这些计算机由高性能的网络或局域网物理地互联.当设计一个机群通信系统的时候,可选择的通信网络很多,不同的选择会带来不同的带宽、延迟、成本、性能和可扩展性等.以太网[2]以其低成本、兼容性成为机群通信网络的一个很好的选择,
   基于以太网的通信系统的探讨是本文的重点. 应用程序访问网络硬件一般有两种方式:一是通过TCP/IP、UDP/IP协议层提供透明访问;二是直接访问设备驱动程序以及网络硬件接口.第一种方法通过协议层访问,编程方便,可移植性好,目前绝大部分应用程序的通信均是采用这种方法.但是,在这种方式的通信过程中,数据包在应用程序和网络之间需要经过多层的协议处理、拷贝,造成通信延迟的增加和应用程序可见带宽的降低.当应用程序对延迟和带宽要求不是很高的时候,这种方法可以很好的满足用户的要求.然而,在机群系统中,
     由于系统对通信的延迟和带宽要求很高,采用这种方式的通信系统便成了系统性能的瓶颈.第二种方法是通过硬件厂商提供的建立在设备驱动程序上的应用程序接口(API),也可以通过虚拟驱动程序访问硬件设备.这种方法往往效率比较高,能够充分体现硬件的性能,但是一般没有很强的连接管理、缓冲管理和差错控制功能,需要在用户程序空间增加一些通信控制功能.同时也必然会给程序编制带来一些麻烦,但是由此换来的性能优势是十分明显的,比较适合于机群通信.

[正文图表略.]
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