1、集群內(nèi)部節(jié)點(diǎn)間互聯(lián)通信技術(shù)對(duì)集群系統(tǒng)的并行計(jì)算效率、可擴(kuò)展性有著重要的影響。目前流行的高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)有Myrinet、SCI等，但這些網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且價(jià)格十分昂貴。由西北工業(yè)大學(xué)康繼昌教授提出的“先鋒信令尋徑式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)<'[1]>”具有信道靈活、通信延遲小、效率高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，適合用作集群系統(tǒng)的高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。本文研究基于先鋒光纖通道交換網(wǎng)的MPI并行通信庫(kù)。 在美國(guó)阿爾貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的MPICH基礎(chǔ)上，結(jié)合先鋒光纖通道交換網(wǎng)的

2、特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于先鋒光纖通道交換網(wǎng)絡(luò)的MPI并行通信庫(kù)(簡(jiǎn)稱FC_MPI)。針對(duì)傳統(tǒng)傳輸機(jī)制的不足提出了新的通信機(jī)制：當(dāng)數(shù)據(jù)量較小時(shí)采用傳統(tǒng)的內(nèi)核緩沖區(qū)通信方式；當(dāng)數(shù)據(jù)量較大時(shí)利用“零拷貝”技術(shù)，使數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與用戶程序之間直接傳遞，消除了數(shù)據(jù)在用戶程序和內(nèi)核之間的拷貝；當(dāng)傳輸信令幀時(shí)通過(guò)“I/O域重映射”技術(shù)，由用戶程序直接對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基地址寄存器進(jìn)行讀寫，減少了頻繁陷入內(nèi)核帶來(lái)的開銷。 為了使先鋒網(wǎng)應(yīng)用于中尺度大氣數(shù)值模擬

3、，通過(guò)對(duì)國(guó)際上廣泛使用的中尺度數(shù)值氣象預(yù)報(bào)模式MM5的分析，設(shè)計(jì)了FC_MPI的MPI層點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信和群組通信接口。并給出了將MM5移植到先鋒光纖交換網(wǎng)絡(luò)并行通信環(huán)境的方法及要點(diǎn)。 本論文的研究得到國(guó)家863計(jì)劃引導(dǎo)項(xiàng)目“中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)大規(guī)模并行計(jì)算高性能網(wǎng)絡(luò)開發(fā)”(2003AA001018)的資助。于2006年8月通過(guò)了科技部驗(yàn)收，將應(yīng)用于浙江太極信息技術(shù)有限公司的“華云神箭高性能氣象數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)”中，為各級(jí)氣象部門提供準(zhǔn)確