| 【中文题名】 | 高性能PC集群的研究与应用 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 计算机应用 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2004-3-26 |
| 【中关键词】 | 集群,高性能计算,负载平衡,高可用性,Linux, |
| 【英关键词】 | Cluster,HPC,Load Balance,High Availability,Linux, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>计算技术、计算机技术>电子数字计算机（不连续作用电子计算机）>各种电子数字计算机> |
| 【论文摘要】 |
随着社会不断的进步，人们对高性能计算的需求不断的增加，高性能计算的应用领域已经不再局限于几个尖端科学领域，而是涉及到了社会的方方面面。随着计算机软件和硬件技术的不断发展，通过高速网络设备将普通PC连接而构成的集群系统表现出越来越高的性能，同时由于硬件价格便宜，使得计算机集群系统被越来越多的用户所接受，它也成为了高性能计算机领域中的一个重要分支。
但是集群系统与传统的高性能计算机在硬件方面仍然有差距，要使集群系统体现出高性能、高可用性以及可扩展性，就需要通过对集群系统结构以及集群系统软件的设计来实现。集群的结构设计需要根据具体应用而定，而软件模块的设计则是在结构设计的基础上来完成的。软件模块设计涉及到网络通讯，负载均衡以及高可用性等几个关键模块，它们的设计好坏将直接影响到系统的性能和可靠性，以及将来的扩展能力。
本文介绍了两个集群系统设计实现的实例：一个是用于DVB系统中的基于集群的视频服务器，另外一个是用于决策参考的集群式指标计算系统。无论是视频服务器还是指标计算系统都对系统的计算能力，I／O读写能力有较高的要求，同时还有可靠性的要求。这两个系统传统的实现方法都是基于价格较... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
2-3 |
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Abstract |
3-4 |
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目录 |
4-6 |
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第一章 概述和背景 |
6-22 |
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1.1 高性能计算机 |
6-10 |
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1.1.1 高性能计算机的分类 |
6-8 |
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1.1.2 并行计算的概念 |
8-9 |
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1.1.3 高性能计算机的发展趋势 |
9-10 |
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1.2 集群系统 |
10-17 |
|
1.2.1 集群的特点与优势 |
11-13 |
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1.2.2 集群的硬件 |
13-15 |
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1.2.3 集群的软件 |
15-17 |
|
1.3 典型集群系统 |
17-22 |
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第二章 集群系统的设计关键 |
22-29 |
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2.1 网络通讯 |
22-25 |
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2.1.1 通信协议 |
22-23 |
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2.1.2 通信软件 |
23-25 |
|
2.2 负载均衡 |
25-26 |
|
2.2.1 静态分配 |
25-26 |
|
2.2.2 动态分配 |
26 |
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2.3 高可用性 |
26-29 |
|
2.3.1 冗余备份 |
27 |
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2.3.2 错误监测 |
27-28 |
|
2.3.3 系统恢复 |
28-29 |
|
第三章 集群系统的设计实例 |
29-47 |
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3.1 两个实例简介 |
29-32 |
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3.1.1 基于集群的视频服务器 |
29-31 |
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3.1.2 基于集群的决策支持系统 |
31-32 |
|
3.2 系统需求 |
32-33 |
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3.2.1 视频服务器需求 |
32 |
|
3.2.2 指标计算系统需求 |
32-33 |
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3.3 系统结构设计 |
33-36 |
|
3.4 软件系统设计 |
36-47 |
|
3.4.1 视频服务器的软件系统 |
36-41 |
|
3.4.2 指标计算系统的软件系统 |
41-44 |
|
3.4.3 集群的软件系统框架 |
44-47 |
|
第四章 集群系统的实现 |
47-72 |
|
4.1 网络通讯的实现 |
47-50 |
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4.1.1 socket方式的通讯 |
47-49 |
|
4.1.2 MPI方式的通讯 |
49-50 |
|
4.2 负载平衡的实现 |
50-68 |
|
4.2.1 粗粒度数据的负载平衡 |
50-59 |
|
4.2.2 细粒度数据的负载平衡 |
59-68 |
|
4.3 可用性的实现 |
68-72 |
|
4.3.1 单一备份节点 |
68-70 |
|
4.3.2 互相备份节点 |
70-72 |
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第五章 总结和展望 |
72-74 |
|
参考文献 |
74-76 |
|
致谢 |
76 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.362890 |
