Автоматическое определение и описание сетевой инфраструктуры суперкомпьютеров

Авторы

  • Вад.В. Воеводин
  • К.С. Стефанов

Ключевые слова:

суперкомпьютеры
параллельные вычисления
топология суперкомпьютерных систем
коммуникационные сети
определение топологии сетей
Ethernet
Infiniband
протокол SNMP

Аннотация

С каждым годом наблюдается рост производительности суперкомпьютерных систем. Это достигается, в частности, за счет увеличения числа вычислительных узлов, усложнения иерархии подсистемы памяти и коммуникационной сети и т.д., что является одной из основных причин снижения надежности и эффективности функционирования системы. Как следствие, все более актуальной становится задача обеспечения оперативного контроля и эффективной автономной работы суперкомпьютерных комплексов. Для решения данной задачи в НИВЦ МГУ ведется разработка системы «Октотрон», основная цель которой заключается в обеспечении максимальной сохранности оборудования и максимально полного его использования. Система «Октотрон» работает на основе модели вычислительной системы, которая должна отражать основные компоненты суперкомпьютера и их взаимосвязь. В данной модели должно присутствовать, в частности, описание коммуникационных сетей суперкомпьютера. Зачастую подобное описание устроено очень непросто, поэтому возникла необходимость в автоматизации этого процесса. В настоящей статье приведено описание разрабатываемого инструментария для определения топологии сетей Ethernet и Infiniband в суперкомпьютерных системах. Для построения топологии Ethernet-сети выполняется сбор SNMP-данных (Simple Network Management Protocol data) со всех доступных узлов, которые затем преобразуются на основе предлагаемого набора правил для получения более точного результата. Информация об Infiniband-сети получается на основе данных от менеджера подсети. Обсуждаются результаты работы инструментария на примере сетей суперкомпьютеров «Ломоносов» и «Чебышев», установленных в МГУ им. М.В. Ломоносова. Статья рекомендована к публикации Программным комитетом Международной суперкомпьютерной конференции «Научный сервис в сети Интернет: многообразие суперкомпьютерных миров» (http://agora.guru.ru/abrau2014)

Новые вычислительные технологии

Загрузки

Опубликован

2014-09-23

Выпуск

Том 15 (2014): Выпуск 4.

Раздел

Раздел 1. Вычислительные методы и приложения

Авторы

Вад.В. Воеводин

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова,
Научно-исследовательский вычислительный центр
Ленинские горы, 119991, Москва
• научный сотрудник

К.С. Стефанов

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова,
Научно-исследовательский вычислительный центр
Ленинские горы, 119991, Москва
• старший научный сотрудник

Библиографические ссылки

  1. Антонов А.С., Воеводин Вад.В., Воеводин Вл.В., Жуматий С.А., Никитенко Д.А., Соболев С.И., Стефанов К.С., Швец П.А. Разработка принципов построения и реализация прототипа системы обеспечения оперативного контроля и эффективной автономной работы суперкомпьютерных комплексов // Вестн. Уфимского гос. авиационного техн. ун-та. 2014. 18, № 2. 227-236.
  2. Исходный код текущей версии проекта «Октотрон» (https://github.com/srcc-msu/octotron_core).
  3. Рабочее окружение для создания модели на языке Python в рамках проекта «Октотрон» // (https://github.com/srcc-msu/octotron).
  4. Антонов А.С. СКИФ МГУ - основа Суперкомпьютерного комплекса Московского университета // Вторая Международная научная конференция «Суперкомпьютерные системы и их применение» (SSA’2008). Минск: ОИПИ НАН Беларуси, 2008. 7-10.
  5. Breitbart Y., Garofalakis M., Martin C., Rastogi R., Seshadri S., Silberschatz A. Topology discovery in heterogeneous IP networks // Proc. IEEE INFOCOM 2000. Vol. 1. New York: IEEE Press, 2000. 265-274.
  6. Breitbart Y., Garofalakis M., Jai B., Martin C., Rastogi R., Silberschatz A. Topology discovery in heterogeneous IP networks: the NetInventory system // IEEE/ACM Trans. on Networking. 2004. 12, N 3. 401-414.
  7. Lowekamp B., O’Hallaron D., Gross T. Topology discovery for large Ethernet networks // Proc. ACM SIGCOMM 2001. San Diego: ACM Press, 2001. 237-248.
  8. Gobjuka H., Breitbart Y. Ethernet topology discovery for networks with incomplete information // Proc. IEEE ICCCN 2007. New York: IEEE Press, 2007. 631-638.
  9. Bejerano Y., Breitbart Y., Garofalakis M., Rastogi R. Physical topology discovery for large multisubnet networks // Proc. IEEE INFOCOM 2003. Vol. 1. New York: IEEE Press, 2003. 342-352.
  10. Bejerano Y. Taking the skeletons out of the closets: a simple and efficient topology discovery scheme for large multisubnet networks // Proc. IEEE INFOCOM 2006. New York: IEEE Press, 2006. 1-13.
  11. Bejerano Y. Taking the skeletons out of the closets: a simple and efficient topology discovery scheme for large Ethernet LANs // IEEE/ACM Trans. on Networking. 2009. 17, N 5. 1385-1398.
  12. Breitbart Y., Gobjuka H. Characterization of layer-2 unique topologies // Information Processing Letters. 2008. 105, N 2. 52-57.
  13. Gobjuka H., Breitbart Y. Finding Ethernet-type network topology is not easy. Technical Report N TR-KSU-CS-2007-03. Kent: Kent State Univ., 2007.
  14. Gobjuka H., Breitbart Y. Ethernet topology discovery for networks with incomplete information // IEEE/ACM Trans. on Networking. 2010. 18, N 4. 1220-1233.
  15. Black R., Donnelly A., Fournet C. Ethernet topology discovery without network assistance // Proc 12th IEEE Int. Conf. on Network Protocols (ICNP 2004). New York: IEEE Press, 2004. 328-339.
  16. Hasegawa Y., Jibiki M. Ethernet topology detection from a single host without assistance of network nodes or other hosts // IEICE Trans. on Communications. 2009. 92, N 4. 1128-1136.
  17. Обзор продукта CiscoWorks Campus Manager 5.0 // (http://www.cisco.com/c/en/us/products/collateral/cloud-systemsmanagement/ciscoworks-campus-manager-5-0/ // product_data_sheet0900aecd8063af4d.html).
  18. Обзор продукта HP Network Node Manager // (http://www8.hp.com/us/en/software-solutions/network-node-manager-i-networkmanagement-software/).
  19. Документация по программному средству Netdisco (http://www.netdisco.org/readme.html).
  20. Документация по программному средству Zabbix (https://www.zabbix.com/documentation/ru/start).
  21. Документация по программному средству Nagios (http://www.nagios.org/documentation).
  22. Case J., Fedor M., Schoffstall M., Davin J. The simple network management protocol. STD 15, RFC 1157 // (http://tools.ietf.org/html/rfc1157).
  23. Описание протокола LLDP (формально утвержден как IEEE 802.1AB-2009) // (http://standards.ieee.org/findstds/standard/802.1AB-2009.html).
  24. Документация по программному средству Graphviz (http://www.graphviz.org/Documentation.php).
  25. Воеводин Вл.В., Жуматий С.А., Соболев С.И., Антонов А.С., Брызгалов П.А., Никитенко Д.А., Стефанов К.С., Воеводин Вад.В. Практика суперкомпьютера «Ломоносов» // Открытые системы. 2012. № 7. 36-39.