[发明专利]一种基于网卡直连的全互连通信方法及装置

说明书

本发明提出一种基于网卡直连的全互连通信装置及方法，涉及并行通信网络领域，该装置包括：多个计算单元、多个网卡、通信中间件；所述计算单元，用于运行系统软件和应用程序，负责提供计算服务；所述网卡，用于提供数据传输服务，负责实现各个计算单元彼此间的通信；所述通信中间件，用于向应用提供调用接口，并且屏蔽底层的网络互联结构；其中所述通信中间件位于所述计算单元中，所述计算单元连接多个所述网卡，所述计算单元之间通过所述网卡进行通信。本发明在小规模系统内采用全互连，剔除了交换机成本开销；其次以太网采用存储转发机制实现交换，交换机会带来较大的延时开销，采用直连方式，消除了交换延时，减少了通信延迟时间。

技术领域

本发明涉及并行通信网络领域，特别是涉及一种基于网卡直连的全互连通信方法及装置。

背景技术

目前主流的并行通信系统多采用网卡与交换机的方案。在这种方案中，每个计算单元需配备各自的网卡，然后将网卡连接到交换机上，由于不同节点上的网卡都连接在同一交换机上，从而利用交换机实现了各个计算单元间的互连。随着网卡性能的增加，对交换机的要求也越来越高，而当前的高端交换机如万兆交换机、Infiniband交换机等价格昂贵，针对小规模的通信系统显著的增加了互连成本。

基于当前的互连架构，通信过程首先从发送端网卡开始，其次经过交换机，最后到达接收端网卡，在通信过程中必须经过交换机，由于交换机需要处理通信数据包的路由转发，从而增加了通信的延迟开销，同时，交换机在转发数据包时，会存在排队和阻塞的现象，这在某些情况下，将严重地降低系统的性能，此外，由于所有的网卡都连接在交换机上，交换机存在单点故障的问题，交换机的故障将导致整个并行系统的不可用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种基于网卡直连的全互连通信方法及装置。

本发明提出一种基于网卡直连的全互连通信装置，包括：

多个计算单元、多个网卡、通信中间件；

所述计算单元，用于运行系统软件和应用程序，负责提供计算服务；

所述网卡，用于提供数据传输服务，负责实现各个计算单元彼此间的通信；

所述通信中间件，用于向应用提供调用接口，并且屏蔽底层的网络互联结构；

其中所述通信中间件位于所述计算单元中，所述计算单元连接多个所述网卡，所述计算单元之间通过所述网卡进行通信。

所述的基于网卡直连的全互连通信装置，所述计算单元包括处理器与内存，所述处理器支持多种指令集，所述内存容量无限制。

所述的基于网卡直连的全互连通信装置，所述网卡提供单端口或者多端口网卡支持。

所述的基于网卡直连的全互连通信装置，所述通信中间件负责初始化和管理多块网卡，提供各计算单元间的通信服务，并向上层提供统一的调用接口。

所述的基于网卡直连的全互连通信装置，所述通信中间件包括通信管理模块，用于初始化多块网卡，并为每块网卡分配相应的物理地址；

通信抽象模块，用于向上层提供单一的通信网络结构，根据上层通信相应的目标地址，选择网卡，将数据发送到目标方；

通信接口模块，用于在通信抽象模块的基础上，为上层应用提供兼容的网络接口支持，并将用户的请求转化为对抽象模块的调用，从而实现用户应用间的通信。

所述的基于网卡直连的全互连通信装置，所述通信管理模块包括加载网卡驱动，并且根据全局的拓扑互连关系，分配相应的物理地址。

本发明还提供一种实施于所述装置的基于网卡直连的全互连通信方法，包括：

步骤1，为网卡分配网卡地址，网卡间通过所述网卡地址进行相互通信；