JPH06243103A - パラレルコンピュータシステム - Google Patents

パラレルコンピュータシステム

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JPH06243103A
JPH06243103A JP6004170A JP417094A JPH06243103A JP H06243103 A JPH06243103 A JP H06243103A JP 6004170 A JP6004170 A JP 6004170A JP 417094 A JP417094 A JP 417094A JP H06243103 A JPH06243103 A JP H06243103A
Authority
JP
Japan
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message
service
mac
network
request
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Application number
JP6004170A
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English (en)
Inventor
Timothy G Reddin
ジェラード レディン ティモシー
Simon Round Jeremy
サイモン ラウンド ジェレミー
Stephen Walsh David
スティーヴン ウォルシュ デヴィッド
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Services Ltd
Original Assignee
Fujitsu Services Ltd
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パラレルコンピュータシステムにおける通信
素子（ＣＥ）内でのデータ処理の量を実質的に減少させ
る。 【構成】 パラレルコンピュータシステムは、多数の処
理素子（ＰＥ）、少なくとも１つのＣＥ、ＣＥとＰＥと
を内部接続する内部ネットワーク、ＣＥに接続された少
なくとも１つの外部ネットワーク、及び素子に備えられ
た多数のサービスを具備する。各素子は、搬送、ネット
ワーク、論理リンク及び媒体アクセス制御（ＭＡＣ）レ
イヤを具備する。サービスと外部ネットワークとの間の
経路指定メッセージは、従来システムにおけるようにア
プリケーションレベルにおけるリレーサービスよりもむ
しろＭＡＣレイヤで処理される。このことは、メッセー
ジをスタックを介して経路指定機能まで送りそして再び
スタックへ返送する必要性をなくし、システムの効率を
上げることになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パラレルコンピュータ
システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】パラレルコンピュータシステムは、ノー
ド間のメッセージの送信を可能にする内部ネットワーク
によって相互接続される多数の処理ノードを有してい
る。
【０００３】このようなシステムにおいて、異なったノ
ードで実行される複数のアプリケーションプログラム間
の相互接続は、従来は多層プロトコルスタック（後入れ
先出し記憶装置）、例えば開放形システム相互接続（Ｏ
ＳＩ）用の公知の基準モデルに基づいたスタックによっ
て取り扱われていた。このようなプロトコルスタック
は、通常、搬送(transport)、ネットワーク、論理リン
ク及びメディアアクセス制御（ＭＡＣ）レイヤを有して
いる。
【０００４】複数ノードのうち１又はそれ以上のものが
１又はそれ以上の外部ネットワークを経由して外部との
接続を提供する通信素子（ＣＥ）として動作し、他のノ
ードが処理素子（ＰＥ）として動作することが従来から
提案されている。これら複数のＰＥはＣＥを経由して外
部との通信を行う。
【０００５】この場合、幾つかの手段が、外部ネットワ
ークとＰＥ内の独立したアプリケーションとの間でメッ
セージの経路指定(routing)を行うため提供されなけれ
ばならない。これは、ＣＥ内部のアプリケーションレベ
ルにおいて動作するリレーサービス(relay service)に
よって達成され得る。しかし、これに関しては、全ての
入力メッセージが、ＣＥ内のプロトコルスタックを介し
てリレー機能に送られ、そしてその後目標アプリケーシ
ョンが位置するＰＥへ内部ネットワーク内を送信される
べくスタックへ返送されなければならないため、ＣＥに
大きな処理上の負荷を課すという問題がある。この問題
は、ＰＥの数が増えるに従って重大なものとなり、その
結果、ＣＥがシステム全体の動作速度を送らせる障害と
なり得る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の問題を解決することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、パラレ
ルコンピュータシステムであって、 a)複数の処理素子、 b)少なくとも１つの通信素子、 c)通信素子と処理素子とを相互接続する内部ネットワー
ク、 d)通信素子と接続される少なくとも１つの外部ネットワ
ーク、及び e)素子に備わっている複数のサービスを具備するシステ
ムであって、 f)各素子が、搬送、ネットワーク、論理リンク及びメデ
ィアアクセス制御（ＭＡＣ）レイヤを具備するプロトコ
ルスタックを有し、そして g)各素子におけるＭＡＣレイヤは、素子に備わっている
サービスと外部ネットワークとの間でメッセージの経路
指定を行う手段を有していることを特徴とするシステム
が提供される。
【０００８】経路指定機能がＭＡＣレイヤのレベルで達
成されるので、メッセージをスタックを介してリレー機
能に送った後再度返送する必要がなくなるということが
分かる。従って、ＣＥ内での処理の量が実質的に減少す
る。
【０００９】
【実施例】本発明による１つのパラレルコンピュータシ
ステムについて、以下、添付図面を参照しつつ説明す
る。
【００１０】（システム全体の概要）図１において、本
発明のシステムは、複数の処理素子ＰＥ及び複数の通信
素子ＣＥを具備する多数の処理ノード１０を有してい
る。ＰＥ及びＣＥは、例えば、複数ノードのどこからで
も他のノードへメッセージを送ることができるデルタス
イッチネットワーク(delta-switch network)であっても
よい内部ネットワーク１２によって相互接続されてい
る。
【００１１】各通信素子ＣＥは、１又はそれ以上のＬＡ
Ｎカプラ１４によって、多数の外部ローカルエリアネッ
トワーク（ＬＡＮ）１６に接続されている。これらのＬ
ＡＮは、例えば標準的なＦＤＤＩ(fiber distributed d
ata interface)ネットワークであってよい。
【００１２】システムと外部との全ての通信は、外部Ｌ
ＡＮの１つを通して、ＣＥの１つによって行われる。従
って、ＰＥの１つが外部との通信を要求すると、それは
ＣＥによって行われることになる。
【００１３】各ノード（ＰＥ又はＣＥ）は、１又はそれ
以上のサービス１８、即ち、ユーザに対して特定のサー
ビス、例えばデータベースサービス、を提供するアプリ
ケーションプログラムを有している。与えられたサービ
スは多数の用例(instances)を有していてもよく、それ
らの用例は多数のノードに分配される。
【００１４】各ノード（ＰＥ又はＣＥ）は、また、搬送
(transport)レイヤ２０、ネットワークレイヤ２２及び
論理リンクレイヤ２４を具備するプロトコルスタックを
有している。これらのレイヤ２０乃至２４は、全て公知
のものであってよい。しかし、公知のＭＡＣレイヤに代
えて、各ノードは、以下に詳細に説明するＭＡＣリレー
レイヤ２６と称する特別なレイヤを有している。
【００１５】各ノードにおけるＭＡＣリレーレイヤは、
ネットワークリンク２８によって内部ネットワーク１２
に接続されている。各ノードのＭＡＣリレーレイヤは、
この内部ネットワーク１２を介して全ての他のノードの
ＭＡＣリレーレイヤと通信することができる。各ＣＥに
おけるＭＡＣリレーレイヤ２６は、また、夫々の外部Ｍ
ＡＣレイヤ３０によって外部のＬＡＮカプラ１４と通信
することができる。これら外部ＭＡＣレイヤ３０は従来
のものであってよい。各ＰＥにおけるＭＡＣリレーレイ
ヤ２６は、ＣＥにおいて使用可能な全ての外部ＭＡＣ用
の事実上のＭＡＣインターフェース３１を提供する。
【００１６】以下に説明するように、ＭＡＣリレーは複
数ノード間におけるメッセージの経路指定を行うメカニ
ズムを提供し、アプリケーションレベルにおける如何な
るリレー機能の必要性をも回避する。
【００１７】（メッセージフォーマット）図２は、内部
ネットワーク１２を伝わるメッセージのフォーマットを
示す図である。
【００１８】メッセージは、アプリケーションレベルに
おいて生成されるメッセージデータ３２、搬送レイヤに
よって付加される搬送ヘッダ３４、ネットワークレイヤ
によって付加されるネットワークヘッダ３６、論理リン
クレイヤによって付加される論理リンクヘッダ３８及び
ＭＡＣリレーレイヤによって付加されるＭＡＣリレーヘ
ッダ４０を具備する。
【００１９】ＭＡＣリレーヘッダ４０は、どのノード
（ＰＥ又はＣＥ）に対してメッセージが内部ネットワー
クによって経路を定められるべきかを指示する宛先素子
アドレスを有する。ヘッダ４０は、またメッセージのタ
イプを指示する識別子を含む。メッセージのタイプとし
ては、内部メッセージタイプ、外部メッセージタイプ及
び取扱いメッセージタイプが考えられる。
【００２０】（ＭＡＣリレー）図３は、複数ＣＥの１つ
におけるＭＡＣリレー２６の詳細を示す図である。ＰＥ
におけるＭＡＣリレーも類似の構成であるが、ＰＥは外
部ＭＡＣ３０との通信を行わないのでその機能はＣＥに
おけるものよりも少ない。
【００２１】ＭＡＣリレーは、ローカルプロトコルスタ
ックの内部ネットワーク、外部ＭＡＣ及び論理リンクレ
イヤからメッセージを受信し、またそれらメッセージを
送るメッセージ処理モジュール４２を有している。ＭＡ
Ｃリレーは、また、メッセージの経路を定めるために使
用されるマッピング機能４４を有している。マッピング
機能４４は、１セットの経路指定テーブル４６及び負荷
バランス機能４８を使用している。これらの目的は、以
下に説明する。
【００２２】（メッセージ処理）図４は、外部ＭＡＣ要
素からメッセージを受信した場合のＣＥにおけるＭＡＣ
リレーの動作を示すフロー図である。
【００２３】（ステップ４−１）ＭＡＣリレーは、メッ
セージの搬送ヘッダ３４（図２）内のメッセージタイプ
を詮索し、そして以下に示すように宛先搬送アドレスか
搬送リファレンスのいずれかを抽出する。
【００２４】（ステップ４−２）ＭＡＣリレーは、その
後、これが接続確立要求（即ち、特定サービスへ接続す
べきことのユーザからの要求）か否かチェックする。
【００２５】（ステップ４−３）接続確立要求の場合、
サービスマッピング機能が呼び出され、どのノードに要
求されたサービスが備わっているか決定する。異なった
ノードに備わっているサービスの用例が幾つかある場合
には、負荷バランス機能が呼び出され、それらの用例の
１つを選択する。この選択は、例えば単純なラウンド・
ロビン・アルゴリズム(round-robin algorithm)に基づ
くものであってよく、又は負荷バランス及びノード間の
資源割当(resource sharing)までも確保するためのより
一層複雑なアルゴリズムを使用するものであってもよ
い。マッピング機能は、選択された素子の見出し(ident
ity)を返送する。サービスマッピング機能は、サービス
ロケーションテーブル（図９）を使用する。
【００２６】（ステップ４−４）接続確立要求ではない
ＯＳＩ搬送メッセージの場合、搬送リファレンスがどの
ノードにメッセージが経路指定されるか決定するために
使用される。ユーザとサービス用例との間に接続が確立
されている場合は常に、構成された搬送リファレンス
（図１１）をその接続に割り当てるようにサービスが配
される。このリファレンスの一部は、どのノードにサー
ビスが備わっているか指示する。これにより、ＭＡＣリ
レーは、どのテーブルを調べることもなく、メッセージ
の宛先を直接決定するためこの搬送リファレンスを使用
することができる。ＴＣＰ／ＩＰ搬送メッセージの場
合、入力メッセージをある方向に向けるため、ＭＡＣリ
レーによりＣＥにおいてローカルテーブルが維持され
る。
【００２７】（ステップ４−５）その後、ＭＡＣリレー
は、宛先ノードがローカルノードであるか又はどこか他
のノードであるかチェックする。
【００２８】（ステップ４−６）宛先ノードがローカル
ノードの場合、メッセージはローカルプロトコルスタッ
クへ送られ、その後このスタックを介して要求されたサ
ービスへ送られる。
【００２９】（ステップ４−７）一方、宛先ノードがロ
ーカルノードではない場合、メッセージは他のノードへ
向けられる。ＭＡＣリレーは、ＭＡＣリレーヘッダ（図
２参照）を付加することによってＭＡＣリレーメッセー
ジを構築し、そしてそのメッセージを内部ネットワーク
１２へ送信するためネットワークリンク２８へ送る。
【００３０】図５は、ＣＥが内部ネットワークから非処
理(non-management)メッセージを受信した場合のＣＥに
おけるＭＡＣリレーの動作を示すフロー図である。
【００３１】（ステップ５−１）ＭＡＣリレーは、メッ
セージが内部メッセージであるかどうか、又はメッセー
ジが外部ＬＡＮに送られることになっているかどうかチ
ェックする。
【００３２】（ステップ５−２）メッセージが内部メッ
セージの場合には、ＭＡＣリレーヘッダは引き離され、
そしてメッセージはローカルプロトコルスタックへ送ら
れる。その後、このスタックを介して目標サービスへ送
られる。
【００３３】（ステップ５−３）メッセージが外部メッ
セージの場合、ＭＡＣリレーヘッダは引き離され、そし
てメッセージはＬＡＮへの送信のため指定された外部Ｍ
ＡＣ３０へ送られる。
【００３４】図６は、ＰＥ又はＣＥがローカルプロトコ
ルスタックからメッセージを受信した場合のＰＥ又はＣ
ＥにおけるＭＡＣリレーの動作を示すフロー図である。
【００３５】（ステップ６−１）ＭＡＣリレーは、メッ
セージが内部ネットワーク中を送られるべきか又は外部
ＬＡＮの１つの中を送られるべきか推論するために、そ
こをメッセージが送られる事実上のＭＡＣ識別子を使用
する。
【００３６】（ステップ６−２）宛先が内部の場合、宛
先素子番号を決定するために宛先ＭＡＣアドレスが使用
される。
【００３７】（ステップ６−３）宛先が外部の場合、事
実上のＭＡＣ識別子を（複数ＣＥの１つを同定する）素
子番号及び（そのＣＥに付される特定のＬＡＮカプラを
同定する）カプラ番号に翻訳するために、経路指定マッ
ピング機能が呼び出される。
【００３８】（ステップ６−４）その後、ＭＡＣリレー
ヘッダを付加することによりＭＡＣリレーメッセージが
構築される。その後、メッセージは、内部ネットワーク
１２を通しての送信のためネットワークリンク２８へ送
られる。
【００３９】図７は、ＣＥが処理メッセージ又は処理通
知を受信したときのＣＥにおけるＭＡＣリレーの動作を
示すフロー図である。
【００４０】各ＣＥにおけるＭＡＣリレーは、指名され
たサービスを表わすノードへ特定サービスの要求を経路
指定し得るようにするサービスロケーションテーブル
（図９）を含んでいる。このテーブルは、上記（ステッ
プ４−３）において説明されたサービスマッピング機能
により使用される。
【００４１】メッセージが特定ノードに基づいてサービ
スの使用可能性を指示する場合、そのノードのアドレス
がサービスロケーションテーブル中のサービスエントリ
に付加される。
【００４２】メッセージがサービスが使用可能でなくな
ったことを指示する場合、ノードはサービスロケーショ
ンテーブル中のサービスエントリから引き離される。
【００４３】ＭＡＣリレーが、特定ノードがもはや使用
可能でないことを指示する処理通知を受信した場合、特
定ノードはサービスロケーションテーブル内の全てのエ
ントリから引き離される。
【００４４】ＰＥにおけるローカルＭＡＣリレーが、サ
ービスがその状態を（使用可能になるように）変えてい
ることを知らされた場合、そのリレーはサービス識別子
及びノードアドレスを指示する処理メッセージを構築
し、各ＣＥに送る。
【００４５】図８は、ＰＥにおけるＭＡＣリレーが処理
メッセージを受信した場合におけるそのＭＡＣリレーの
動作を示すフロー図である。
【００４６】各ＰＥにおけるＭＡＣリレーは、カプラロ
ケーションテーブル（図１０）を維持し、事実上のＭＡ
Ｃ識別子を（ＣＥを同定する）素子番号及び（そのＣＥ
に付される特定のＬＡＮカプラを同定する）カプラ番号
へマッピングするためにそのテーブルを使用する。テー
ブルは、またどのＬＡＮカプラが同じ物理的ＬＡＮに付
されるのか識別する。これは、失敗のときの弾力性ある
ＬＡＮ経路指示を識別するのに使用される。カプラロケ
ーションテーブルは、上記（ステップ６−３）で説明し
た経路指定マッピング機能により使用される。
【００４７】ＭＡＣリレーが特定カプラの使用可能性を
示すメッセージを受信した場合、それをテーブルに付加
し、経路指定マッピング機能（ステップ６−３）による
使用のため使用可能になるようにする。
【００４８】ＭＡＣリレーが特定カプラの失敗を示すメ
ッセージを受信した場合、テーブルからそれを論理的に
引き離し、経路指定マッピング機能（ステップ６−３）
について使用不可にする。
【００４９】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、経路指
定機能がＭＡＣレイヤのレベルで達成されるため、メッ
セージをスタックを介してリレー機能に送って再度返送
する必要がなくなるので、ＣＥ内での処理の量が実質的
かつ効果的に減少する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるパラレルコンピュータシステムの
ブロック図である。
【図２】本発明によるパラレルコンピュータシステムに
おいて送信されるメッセージの概略図である。
【図３】ＭＡＣリレー構成要素をより詳細に示すブロッ
ク図である。
【図４】ＭＡＣリレー構成要素の動作を示すフロー図で
ある。
【図５】ＭＡＣリレー構成要素の動作を示すフロー図で
ある。
【図６】ＭＡＣリレー構成要素の動作を示すフロー図で
ある。
【図７】ＭＡＣリレー構成要素の動作を示すフロー図で
ある。
【図８】ＭＡＣリレー構成要素の動作を示すフロー図で
ある。
【図９】ＭＡＣリレー構成要素の動作を示すフロー図で
ある。
【図１０】ＭＡＣリレー構成要素の動作を示すフロー図
である。
【図１１】ＭＡＣリレー構成要素の動作を示すフロー図
である。
【符号の説明】
１２ 内部ネットワーク １４ ＬＡＮカプラ １８ サービス ２０ 搬送 ２２ ネットワーク ２４ 論理リンク ２６ ＭＡＣリレー ２８ ネットワークリンク ３０ 外部ＭＡＣ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェレミー サイモン ラウンド イギリス国．ダブリュエー４ ２エルジェ ー，チェシャー，ウォーリントン，ストッ クトン ヒース，グラッペンホール ロー ド 78，アイヴィー バンク (72)発明者 デヴィッド スティーヴン ウォルシュ イギリス国．ビービー４ ８ユーダブリ ュ，ランカシャー，ロッセンデイル，ロウ テンストール，ビリングトン アヴェニュ ー 24

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 パラレルコンピュータシステムであっ
    て、 a)複数の処理素子、 b)少なくとも１つの通信素子、 c)前記通信素子と前記処理素子とを相互接続する内部ネ
    ットワーク、 d)前記通信素子と接続される少なくとも１つの外部ネッ
    トワーク、及び e)前記素子に備わっている複数のサービスを具備するシ
    ステムであって、 f)前記素子の各々が、搬送、ネットワーク、論理リンク
    及びメディアアクセス制御（ＭＡＣ）レイヤを具備する
    プロトコルスタックを有し、そして g)各素子における前記ＭＡＣレイヤは、前記素子に備わ
    っているサービスと外部ネットワークとの間でメッセー
    ジの経路指定を行う手段を有していることを特徴とする
    システム。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のシステムであって、前
    記メッセージの経路指定を行う手段は、サービスの要求
    を受信し、そして前記処理素子のどれにそのサービスを
    備えるようにするか決定するマッピング手段を有するこ
    とを特徴とするシステム。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載のシステムであって、前
    記経路指定を行う手段は、サービスの要求に応答して前
    記要求を処理すべく前記サービスの複数の用例の１つを
    選択する負荷バランス手段を有することを特徴とするシ
    ステム。
  4. 【請求項４】 請求項１、２又は３に記載のシステムで
    あって、各素子における前記ＭＡＣレイヤは、サービス
    の要求に応答してそのサービスがその素子に備わってい
    るか否か決定し、内部ネットワークを通しての送信のた
    め、備わっているならばその素子内のプロトコルスタッ
    クへその要求を送り、備わっていないならば前記要求を
    含むメッセージを構築する手段を有することを特徴とす
    るシステム。
  5. 【請求項５】 請求項１、２、３又は４に記載のシステ
    ムであって、前記内部ネットワークがデルタスイッチネ
    ットワークを具備することを特徴とするシステム。
JP6004170A 1993-01-19 1994-01-19 パラレルコンピュータシステム Pending JPH06243103A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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GB939300942A GB9300942D0 (en) 1993-01-19 1993-01-19 Parallel computer system
GB9300942.1 1993-01-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06243103A true JPH06243103A (ja) 1994-09-02

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ID=10728913

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JP6004170A Pending JPH06243103A (ja) 1993-01-19 1994-01-19 パラレルコンピュータシステム

Country Status (7)

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US (1) US5588121A (ja)
EP (1) EP0607681B1 (ja)
JP (1) JPH06243103A (ja)
AU (1) AU666792B2 (ja)
DE (1) DE69327576T2 (ja)
GB (1) GB9300942D0 (ja)
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