JP6653699B2 - マルチテナントクラスタ環境においてパーティション認識ルーティングをサポートするためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
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この発明は一般にコンピュータシステムに関し、特にマルチテナントクラスタ環境に関する。
マルチテナンシーは、利用可能なシステムリソースの多大な利用を約束し、サービスプロバイダのためにコスト効率の良い動作を維持するのに役立つ。しかしながら、マルチテナント高性能コンピューティング(multi-tenant high-performance computing:HPC)インフラストラクチャは、テナントへの性能分離(performance isolation)の提供およびネットワークファブリック全体にわたる効率的な負荷バランシングの達成にともに関連付けられた独特の課題をもたらす。
システムおよび方法は、マルチテナントクラスタ環境においてパーティション認識ルーティングをサポートすることができる。例示的な方法は、マルチテナントクラスタ環境内の1つ以上のテナントをサポートすることができる。この方法は、1つ以上のテナントの各々を複数のパーティションのうちの1つのパーティションに関連付けることができる。この方法は次に、複数のパーティションの各々を複数のノードのうちの1つ以上のノードに関連付けることができ、複数のノードの各々は複数のスイッチのうちのリーフスイッチに関連付けられ、複数のスイッチは複数のリーフスイッチと複数のルートスイッチとを含む。最後に、この方法は、1つ以上のリニアフォワーディングテーブルを生成することができ、1つ以上のリニアフォワーディングテーブルは複数のパーティション間に分離を提供し、複数のノードの各々はパーティショニング順序に関連付けられる。
以下の詳細な説明では、添付図面の図において、この発明を限定のためではなく例示のために説明する。なお、この開示における「ある」または「1つの」または「いくつかの」実施形態への参照は必ずしも同じ実施形態に対するものではなく、そのような参照は少なくとも1つを意味する。特定の実現化例が説明されるが、これらの特定の実現化例は例示的な目的のためにのみ提供されるということが理解される。当業者であれば、他の構成要素および構成が、この発明の範囲および精神から逸脱することなく使用されてもよい、ということを認識するであろう。
インフィニバンド(IB)は、インフィニバンド・トレード・アソシエーション(InfiniBand Trade Association)によって開発されたオープン標準無損失ネットワーク技術である。この技術は、特にHPCアプリケーションおよびデータセンターを対象とする、高スループットおよび少ない待ち時間の通信を提供するシリアルポイントツーポイント全二重相互接続(serial point-to-point full-duplex interconnect)に基づいている。
ネットワーキングの観点から見れば、マルチナンシーは、パーティショニングを介して、ネットワークリソースの多大な利用を提供し、サービスプロバイダのためにコスト効率の良い動作を維持するのに役立ち得る。しかしながら、マルチテナントインフラストラクチャは、いくつかの重要なセキュリティ問題も課し、最も難しい問題のうちの1つは、テナントへの性能分離の提供に関連付けられている。各テナントには、システムにおける他のテナントの作業負荷によって影響されない、予測可能なネットワーク性能が提供されるべきである。IBシステムにおけるネットワーク分離は、パーティショニングを通して提供され得る。
一実施形態によれば、IBは、IBTA(インフィニバンド・トレード・アソシエーション)によって開発されたオープン標準無損失ネットワーク技術である。この技術は、高スループットおよび少ない待ち時間の通信を提供するシリアルポイントツーポイント全二重相互接続を定義する。IBネットワークは、ルータを使用して相互接続された1つ以上のサブネットからなり得る。1つのサブネット内で、ホストは、スイッチおよびポイントツーポイントリンクを使用して接続される。各IBサブネット内には、IBサブネットを構成し、起動し、維持する、任意の指定されたサブネットデバイス上に存在する、1つのマスター管理エンティティ、すなわちサブネットマネージャ(SM)があり得る。
一実施形態によれば、IBベースのHPCシステムのいくつかは、ファットツリートポロジーを採用して、ファットツリーが提供する有用な特性を利用する。これらの特性は、各送信元宛先ペア間の複数経路の利用可能性に起因する、完全二等分帯域幅および固有の耐故障性を含む。ファットツリーの背後にある初期の考えは、ツリーがトポロジーのルート(root)に近づくにつれて、より利用可能な帯域幅を用いて、ノード間のより太いリンクを採用することであった。より太いリンクは、上位レベルのスイッチにおける輻輳を回避するのに役立つことができ、二等分帯域幅は維持される。
一実施形態によれば、パーティション認識ファットツリールーティングメカニズム(ここにさまざまにpFTreeと呼ばれる)は、IBネットワークにおけるマルチテナンシーに関連付けられた所望の目的を達成することができる。たとえば、pFTreeメカニズムは、ツリーにおいてリンクを越えてルートを均一に分散することによって、ファットツリートポロジーのためのバランスのとれたリニアフォワーディングテーブルを提供することができる。加えて、pFTreeは、リンク上でルートをバランスよく維持しながら、異なるパーティションに属する経路間の競合を除去することができる。
Claims (15)
- マルチテナントクラスタ環境においてパーティション認識ルーティングをサポートするための方法であって、
前記マルチテナントクラスタ環境内の1つ以上のテナントをサポートするステップと、
前記1つ以上のテナントの各々を複数のパーティションのうちの1つのパーティションに関連付けるステップと、
前記複数のパーティションの各々を複数のノードのうちの1つ以上のノードに関連付けるステップとを含み、前記複数のノードの各々は複数のスイッチのうちのリーフスイッチに関連付けられ、前記複数のスイッチは複数のリーフスイッチと他のレベルの複数のスイッチとを含み、前記方法はさらに、
1つ以上のリニアフォワーディングテーブルを生成するステップを含み、前記1つ以上のリニアフォワーディングテーブルは前記複数のパーティション間に分離を提供し、
前記複数のノードの各々はパーティショニング順序に関連付けられる、方法。 - 1つ以上のリニアフォワーディングテーブルを生成するステップは、
前記複数のリーフスイッチの各々について、前記複数のノードを、各ノードに関連付けられた前記パーティショニング順序に従って順序付けて、ノードの順序をもたらすステップと、
ノードの前記順序で、複数のエンドノードをルーティングするステップとを含み、
前記ルーティングするステップは、各ノードについて、少なくとも1つの下りポートと少なくとも1つの上りポートとを選択するステップを含み、
前記選択するステップは、負荷基準とスイッチのパーティションマーキングとからなる群から選択される少なくとも1つの要因に基づく、請求項1に記載の方法。 - 前記複数のノードを、各ノードに関連付けられた前記パーティショニング順序に従って順序付けるステップの前に、単一リーフスイッチパーティションについてフィルタリングするステップをさらに含む、請求項2に記載の方法。
- 前記複数のパーティション間に分離を提供するステップは、異なるパーティションに関連付けられたノード間の通信が、前記複数のスイッチのうちのスイッチ間のルートを共有しないことを保証するステップを含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記複数のスイッチおよび前記複数のノードがツリートポロジーで配置されるようにするステップをさらに含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ツリートポロジーは、ファットツリートポロジーである、請求項5に記載の方法。
- 前記マルチテナントクラスタ環境は、インフィニバンドネットワークを含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- マルチテナントクラスタ環境においてパーティション認識ルーティングをサポートするシステムであって、前記システムは、
1つ以上のマイクロプロセッサと、
前記1つ以上のマイクロプロセッサ上で走るプロセッサとを含み、
前記プロセッサは、複数のステップを実行するために動作し、前記複数のステップは、
前記マルチテナントクラスタ環境内の1つ以上のテナントをサポートするステップと、
前記1つ以上のテナントの各々を複数のパーティションのうちの1つのパーティションに関連付けるステップと、
前記複数のパーティションの各々を複数のノードのうちの1つ以上のノードに関連付けるステップとを含み、前記複数のノードの各々は複数のスイッチのうちのリーフスイッチに関連付けられ、前記複数のスイッチは複数のリーフスイッチと他のレベルの複数のスイッチとを含み、前記複数のステップはさらに、
1つ以上のリニアフォワーディングテーブルを生成するステップを含み、前記1つ以上のリニアフォワーディングテーブルは前記複数のパーティション間に分離を提供し、
前記複数のノードの各々はパーティショニング順序に関連付けられる、システム。 - 1つ以上のリニアフォワーディングテーブルを生成するステップは、
前記複数のリーフスイッチの各々について、前記複数のノードを、各ノードに関連付けられた前記パーティショニング順序に従って順序付けて、ノードの順序をもたらすステップと、
ノードの前記順序で、複数のエンドノードをルーティングするステップとを含み、
前記ルーティングするステップは、各ノードについて、少なくとも1つの下りポートと少なくとも1つの上りポートとを選択するステップを含み、
前記選択するステップは、負荷基準とスイッチのパーティションマーキングとからなる群から選択される少なくとも1つの要因に基づく、請求項8に記載のシステム。 - 前記複数のステップは、前記複数のノードを、各ノードに関連付けられた前記パーティショニング順序に従って順序付けるステップの前に、単一リーフスイッチパーティションについてフィルタリングするステップをさらに含む、請求項9に記載のシステム。
- 前記複数のパーティション間に分離を提供するステップは、異なるパーティションに関連付けられたノード間の通信が、前記複数のスイッチのうちのスイッチ間のルートを共有しないことを保証するステップを含む、請求項8〜10のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記複数のスイッチおよび前記複数のノードがツリートポロジーで配置されるようになっている、請求項8〜11のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記ツリートポロジーは、ファットツリートポロジーである、請求項12に記載のシステム。
- 前記マルチテナントクラスタ環境は、インフィニバンドネットワークを含む、請求項8〜13のいずれか1項に記載のシステム。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の方法をコンピュータに実行させる、プログラム。
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