JPH1069471A

JPH1069471A - 並列計算機

Info

Publication number: JPH1069471A
Application number: JP8226396A
Authority: JP
Inventors: Furederiko Mashieru; フレデリコマシエル; Katsuyoshi Kitai; 克佳北井; Satoshi Yoshizawa; 聡吉澤; Toshiaki Tarui; 俊明垂井; Hideki Murahashi; 英樹村橋
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-08-28
Filing date: 1996-08-28
Publication date: 1998-03-10

Abstract

(57)【要約】【課題】外部ネットワークＥＮのメッセージＭＳを並
列計算機ＰＰのプロセスへ直接ルーティング可能とし、
ＰＰの内部ネットワークＩＮとＥＮを接続するプロセッ
サの負荷を低減する。【解決手段】ＥＮとのゲートウェイＧＷの働きをする
ＰＰ内のプロセッサに、ＥＮの論理コネクションの識別
子とＰＰ内のプロセス（プロセッサ識別子とプロセッサ
内プログラム（プロセス）のアドレス）との対応表と、
対応表を参照しプロセスを宛先とするＭＳをＥＮのＭＳ
から作成する手段を設ける。【効果】ＰＰ内のプロセスとＥＮのＭＳ交換が効率的
になる。ＧＷプロセッサのオーバヘッドが減り、ＰＰの
処理能力が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は並列計算機に関し、
特に、外部ネットワークと接続される並列計算機のイン
タフェースに関する。

【０００２】

【従来の技術】並列コンピュータ、特に大規模並列処理
コンピュータは、内部ネットワークＩＮと呼ぶネットワ
ークによって相互接続された多数のプロセッサから構成
されている。図１は、このような並列処理コンピュータ
のアーキテクチャーを概略的に示している。並列式マシ
ン１には、二つ以上のプロセッサ１１が設けられてい
る。各プロセッサ１１は、中央処理装置（ＣＰＵ）１１
１と、メモリ制御装置（ＭＣ）１１２と、メモリ１１３
と、入出力（Ｉ／Ｏ）バス（ＩＯＢ）１１４を有してい
る。図１は、代表的なアーキテクチャを示しものであ
り、図１以外の種種の構成のものがある。プロセッサ１
１は、内部ネットワークインタフェース（ＩＮＩ）１１
５によって内部ネットワーク１２に接続されている。全
てのプロセッサには、ＩＮＩが設けられている。

【０００３】ＩＮＩ（１１５）は、内部ネットワーク１
２との一つ以上の接続１１７を有している。接続１１７
の数は、内部ネットワーク１２のアーキテクチャーに左
右される。例えば、ｎ次元の超立方体網では、各プロセ
ッサ１１は、ｎ個の他のプロセッサ１１とｎ個の接続１
１７を介して接続される。２次元のメッシュネットワー
クでは、各プロセッサ１１は、４個の他のプロセッサ１
１と接続しており、従ってＩＮＩ（１１５）は４個の接
続１１７を有していることになる。

【０００４】このようなマシンは、メッセージの形で、
内部ネットワーク１２を介してプロセッサ１１間のデー
タ交換を行うことにより、並行した処理を行っている。
このネットワークに於けるメッセージの転送は、行き先
プロセッサ１１を指定してメッセージを送るために、各
プロセッサ１１は、全てのプロセッサ１１を一意に識別
するための識別子を有している。メッセージ全体は、こ
の行き先プロセッサの識別子とデータから構成されてい
る（尚、メッセージには必要に応じてこれ以外の構成を
有する）。メッセージは、行き先プロセッサの識別子に
応じて内部ネットワーク１２内で経路指定される。この
ような経路指定はＩＮＩ（１１５）によって行われる。
メッセージは、内部ネットワーク１２からＩＮＩ（１１
５）まで送られ、行き先プロセッサに到着するまで転送
（中継転送を含む）される。この送信処理は次のように
行われる。ＣＰＵ１１１が内部ネットワーク（ＩＮＩ）
１１５に命令を送り、メモリ１１３内のメッセージの位
置を指定する。このメッセージは、ＭＣ１１２とＩ／Ｏ
バス１１４を介して、メモリ１１３からＩＮＩによって
読み取られ、内部ネットワーク１２に送られて、行き先
プロセッサ内のＩＮＩによって受け取られる。そして、
ＭＣ１１２とＩ／Ｏバス（ＩＯＢ）１１４を介して行き
先プロセッサ１１３のメモリに送られる。メッセージを
送るために用いられるプロトコルは、マシンに応じたも
のである。

【０００５】また、並列式マシンは、外部ネットワーク
２を介して他のデータ処理装置５に接続されている。外
部ネットワーク２の例としては、イーサネット、Ｆｉｂ
ｅｒＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＤａｔａＩｎｔｅｒｆ
ａｃｅ（ＦＤＤＩ）や、Ｈｉｇｈ−Ｐｅｒｆｏｒｍａｎ
ｃｅＰａｒａｌｌｅｌＩｎｔｅｒｆａｃｅ（ＨＩＰ
ＰＩ）や、ＡｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＴｒａｎｓｆｅ
ｒＭｏｄｅ（ＡＴＭ）ネットワーク等が挙げられる。
並列式マシン１のプロセッサ１１は、外部ネットワーク
インタフェース（以下、ＥＮＩと呼ぶ）１１６を介して
外部ネットワーク２に接続されている。ここで、全ての
プロセッサが、ＥＮＩを有しているわけではない。言い
換えれば、少なくとも１個以上のプロセッサ（以下、ゲ
ートウェイプロセッサと呼ぶ）がＥＮＩを有している。

【０００６】外部ネットワーク２と接続されているＥＮ
Ｉ（１１６）が設けられたゲートウェイプロセッサは、
このネットワークを直接アクセスすることができる。他
のプロセッサは、内部ネットワーク１２とこれらゲート
ウェイプロセッサを介して外部ネットワーク２にアクセ
スしなければならない。この処理を以下に詳細に説明す
る。

【０００７】外部ネットワーク２に接続しているＥＮＩ
（１１６）を持たないプロセッサがこのネットワークに
メッセージを送りたい場合、先ず、目標の外部ネットワ
ーク２と接続している外部ネットワークインタフェース
ＥＮＩ（１１６）を有するゲートウェイプロセッサにメ
ッセージを送る。

【０００８】ゲートウェイプロセッサは、外部ネットワ
ークへのメッセージを受信したＩＮＩ（１１５）による
割り込みにより、コンテックストスイッチをオペレーテ
ィングシステムに切り替える。オペレーティングシステ
ムは、外部ネットワークへのメッセージを受け取り、そ
れを処理してＥＮＩ（１１６）に送る。一方、外部ネッ
トワーク２からのメッセージをＥＮＩ（１１６）が受信
し、割り込みを発生すると、当該ＥＮＩを有するゲート
ウェイプロセッサは、コンテックストをオペレーティン
グシステムに切り替える。オペレーティングシステム
は、メッセージを受け取り、それを処理して行き先プロ
セッサを確認する。行き先プロセッサがゲートウェイプ
ロセッサでない場合は、メッセージは、内部ネットワー
ク１２を介して行き先プロセッサのメモリ１１３内のバ
ッファに送られる。行き先プロセッサが自ゲートウェイ
プロセッサである場合にはそのまま自ゲートウェイプロ
セッサ内で処理する。

【０００９】外部ネットワーク２のプロトコルにおいて
は、データは物理ネットワーク上に設定された論理コネ
クションを介して転送される。このようなネットワーク
で使用されるプロトコルの例として、インターネットプ
ロトコル（ＩＰ）上の伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）お
よびユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）、インタ
ーネットデータグラムプロトコル（ＩＤＰ）、パケット
イクスチェンジプロトコル（ＰＥＸ）、シーケンスドパ
ケットプロトコル（ＳＰＰ）、非同期転送モード（ＡＴ
Ｍ）ネットワーク上のプロトコル等が挙げられる。論理
コネクションは、各パケットまたはセルのプロトコルヘ
ッダ内のデータによって識別することができる。なお、
ＵＤＰはコネクションレスプロトコルであるが、プロト
コル名と、ソースおよび行き先ネットワークアドレス
と、ソースおよび行き先ポートとによって形成される論
理結合もここでは論理コネクションと呼ばれて、ＰＥＸ
に適用される。論理コネクションを識別する方法は、使
用されているプロトコルによって異なっている。また、
ゲートウェイプロセッサは、外部ネットワーク２からメ
ッセージが送られて来ると、該メッセージが所属する論
理コネクションから行き先プロセッサを決定する必要が
ある。

【００１０】このようなゲートウェイでの外部ネットワ
ークと内部ネットワークでの宛先変換の例としては、例
えば、特開平３−１８９６１号公報では、並列マシン内
で発行される内部メッセージのアドレスが、外部ネット
ワークであるか並列式マシン内のプロセッサであるかを
示すフラグを提案し、並列マシン内でのアドレッシング
と、外部ネットワークでのアドレッシングの柔軟性を高
めている例が示されている。また、特開平５−１８１８
１９では、外部ネットワークから、内部ネットワークの
行き先プロセッサの行き先プロセッサ番号をデータに添
付することで、直接外部ネットワークから並列プロセッ
サ内のプロセッサへのメッセージへ変換する例が示され
ている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】並列式マシン１内のプ
ロセッサ１１は、効率よくユーザプログラム（プロセ
ス）を実行することに時間を費やすことが望ましい。し
かしながら、現状のシステムでは、外部ネットワークか
らのメッセージは並列計算機内のプロセッサしか指定で
きず、プロセッサ内のどのプロセス（ユーザプログラ
ム）へのメッセージであるかは、メッセージを受信後、
データを解析して初めて知ることができた。このため、
各プロセッサではメッセージを受信してから実行までの
時間が多くかかっていた。

【００１２】また、ゲートウェイプロセッサは、外部ネ
ットワーク２から送られてくる各メッセージによって割
り込まれて、オペレーティングシステムがコンテックス
トスイッチ切り換えをし、メッセージを送信するための
経路指定処理を行い、必要な場合には内部ネットワーク
１２を介して他のプロセッサ１１にメッセージを送る処
理を行う必要がある。また、外部ネットワーク２に送ら
れるメッセージが内部ネットワーク（１２）からゲート
ウェイプロセッサに送られてきた場合にも、同様の処理
が行われる。このような割り込みや処理が行われる結
果、ゲートウェイプロセッサのオペレーティングシステ
ムにオーバーヘッドが生じ、ユーザプログラムを実行す
るのに利用できるゲートウェイプロセッサの時間が減少
する。しばしば、ゲートウェイプロセッサはＩ／Ｏに独
占的に使用され、このため、プロセッサの数を増やすこ
とになりシステムのコストがかさむ結果になる。

【００１３】スループット、すなわち所定の時間内に伝
送されるデータの量は、ネットワークにとって一つの重
要な性能基準である。ゲートウェイプロセッサ内の処理
はスループットの向上を制限し、従って性能を低下させ
る。

【００１４】伝送ソース（送信元）から行き先（宛先）
までメッセージを送るのに要する時間である待ち時間
は、外部ネットワークに関するもう一つの重要な性能基
準である。肯定応答メッセージを出す必要があるため、
スループットは、コネクション・オリエンテッド・プロ
トコル内の待ち時間に影響される。従って、インタフェ
ースを介したコミュニケーションの全体的性能を上げる
ため、待ち時間を減らすことはかなり重要なことであ
る。しかし、ゲートウェイ内の処理はコミュニケーショ
ンの待ち時間を増加させて、その結果スループットを減
少させる。

【００１５】なお、特開平３−１８９６１に記載されて
いる方法は、外部ネットワーク内のどのプロセッサへデ
ータを送信するかを示す方法がない。また、特開平５−
１８１８１９に提案されている方法は、メッセージ内に
宛先であるプロセッサ番号を含めなければならず、ＴＣ
Ｐ／ＩＰやＡＴＭ等の標準ネットワークプロトコルに使
用することができない。

【００１６】本発明の目的は、外部ネットワークに接続
される並列計算機に於いて、外部ネットワークの論理コ
ネクションの識別子に、内部ネットワーク内でのプロセ
ッサのプロセスを指定する情報を含めることなく、外部
ネットワークからのメッセージを内部ネットワークのプ
ロセッサのプロセスへルーティング可能にすることにあ
る。また、プロセッサのプロセサからのメッセージを外
部ネットワークへルーティング可能とすることである。
また、上記ルーティングをゲートウェイでの中央処理装
置の介入無く上記ルーティングを可能にすることであ
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、複数のプロセッサと内部ネットワークとから構成さ
れる並列計算機において、前記複数のプロセッサの内の
１つのプロセッサは、前記前記並列計算機に接続される
外部ネットワークを接続するための外部ネットワークイ
ンタフェースを持ち、前記外部ネットワークインタフェ
ースは、前記外部ネットワークでの論理コネクションの
識別子と、前記内部ネットワークでのプロセッサのプロ
セスとの対応表と、前記外部ネットワークからメッセー
ジを受信したときに前記メッセージ内の論理コネクショ
ン識別子で前記対応表を検索する手段と、検索手段によ
って得られた当該論理コネクション識別子に対応するプ
ロセッサ識別子を用いて内部ネットワーク用のメッセー
ジを作成する手段とを有し、前記１つのプロセッサは、
前記作成された内部ネットワーク用のメッセージを前記
内部ネットワークへ送信する内部ネットワークインタフ
ェースを有することによって達成される。

【００１８】また、前記プロセスは、前記並列計算機内
でのプロセッサを識別する識別子と当該プロセッサ内の
メモリのアドレスで規定することにより達成される。

【００１９】また、前記１つのプロセッサは、更に、中
央処理装置と、メモリと、メモリ制御部とを有し、前記
内部ネットワークインタフェースと前記外部ネットワー
クインタフェースが直接通信するための通信手段を有す
ることによって達成される。

【００２０】次に、前記通信手段は、前記メモリ制御部
と、前記外部ネットワークインタフェースと、前記外部
ネットワークインタフェースを接続する入出力バスであ
ることによって達成される。

【００２１】次に又、前記メモリ制御部と前記内部ネッ
トワークインタフェースが接続され、前記内部ネットワ
ークインタフェースと前記外部ネットワークインタフェ
ースが接続されることによって達成される。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明では、プロセッサ１１のハ
ードウェア構成に応じて、２通りの形状に形成すること
ができる。第１の構成は、外部ネットワークインタフェ
ースＥＮＩ（１１６）をプロセッサ１１のＩ／Ｏバス１
１４に接続する方法、第２の構成は、プロセッサ１１が
Ｉ／Ｏバス１１４を有していない場合に、ＩＮＩ（１１
５）と内部ネットワーク１２間の他の接続１１７と同様
の接続１１８により、外部ネットワークインタフェース
ＥＮＩ（１１６）をＩＮＩ（１１５）に接続する方法で
ある。所定の並列式プロセッサ（１）に関するこれら二
つの構成の内、どちらが適しているかは、この並列式プ
ロセッサ（１）のハードウェアの特異性によって左右さ
れる。これら両方のインタフェース構成を以下に説明す
る。

【００２３】図１は、第１の構成、即ち、外部ネットワ
ークインタフェースＥＮＩがゲートウェイプロセッサの
Ｉ／ＯバスＩＯＢ（１１４）に付けられている例を示
す。論理コネクションの一つに属するパケットまたはセ
ルがＥＮＩ（１１６）に到着すると、Ｉ／Ｏバス１１４
を介してＩＮＩ（１１５）に直接送られる。このメッセ
ージは、メモリ１１３からＩＮＩ（１１５）に送られる
メッセージと同じ方法で、ＩＮＩ（１１５）によって受
け取られる。メッセージは、その後、ＩＮＩ（１１５）
によって内部ネットワーク１２に送られて、行き先プロ
セッサ１１に経路指定される。

【００２４】図２は、外部ネットワークインタフェース
ＥＮＩが内部ネットワークに付けられている例を示す。
論理コネクションの一つに属するパケットまたはセルが
ＥＮＩ（１１６）に到着すると、接続１１８を介してＩ
ＮＩ（１１５）に直接送られる。このメッセージは、内
部ネットワーク１２から到着するメッセージと同じ方法
で、ＩＮＩ（１１５）によって受け取られる。メッセー
ジは、その後、ＩＮＩ（１１５）によって行き先プロセ
ッサに経路指定される。

【００２５】ＥＮＩ（１１６）は、外部ネットワークプ
ロトコルの論理コネクションと、内部ネットワークプロ
トコルのプロセッサ識別子とバッファアドレスとを、対
応させる相関テーブルを用いることによって、相互に関
連付ける。テーブルのフォーマットと相互関連方法は、
外部ネットワーク（２）によって左右される。相互関連
方法の例を以下に説明する。

【００２６】図３は、ＥＮＩが、外部ネットワークであ
る非同期転送モード（ＡＴＭ）ネットワークのセルと内
部ネットワーク用のパケットを変換する例を示す。ＡＴ
Ｍネットワークの各セル（３０１、３０２、３０３、３
０４）は、ヘッダ（３０１、３０２、３０３）とデータ
３０４から構成され、このヘッダの中には、仮想パス識
別子（ＶＰＩ）３０１、仮想チャネル識別子（ＶＣＩ）
３０２、および付加ヘッダデータ３０３が含まれる。Ａ
ＴＭセルが外部ネットワーク２からＥＮＩ（１１６）に
到着すると、ＶＰＩ（３０１）とＶＣＩ（３０２）を用
いてセルが属している論理コネクションを識別すること
ができる。

【００２７】セルがＥＮＩに到着すると、ＥＮＩは、Ｖ
ＰＩおよびＶＣＩを抽出し、これを用いて相関テーブル
（３０９）を検索する。相関テーブル３０９は、ＶＰ
Ｉ、ＶＣＩ、行き先プロセッサを識別するためのプロセ
ッサ識別子（ＩＤ）、およびバッファアドレス（Ａｄｄ
ｒ）から構成されている。ここで、バッファアドレス
は、プロセッサ内のプロセスを実行するプログラムのプ
ログラムアドレスと１対１に対応するものとする。従っ
て、このアドレスとプロセッサ識別子を組み合わせるこ
とで当該並列計算機内のプロセスを一意に特定すること
ができる。

【００２８】検索により、対応物（図３において点線の
ボックスで示されている）が見つかった場合には、行き
先プロセッサの対応するプロセッサ識別子（ＩＤ）とバ
ッファアドレス（Ａｄｄｒ）が相関テーブル（３０９）
から読み出されて、ヘッダ（３０５、３０６、３０７）
とデータ（３０８）から構成される内部ネットワーク
（１２）メッセージ（３０５、３０６、３０７、３０
８）が形成される。

【００２９】ヘッダ（３０５、３０６、３０７）は、行
き先プロセッサの識別子（３０５）、行き先プロセッサ
のバッファアドレス（３０６）、そして内部ネットワー
ク（１２）に依存している追加データ（３０７）を含
む。また、オリジナルＡＴＭセル（３０１、３０２、３
０３、３０４）の追加ヘッダデータ（３０３）を含んで
もよい。内部ネットワークパケット（３０７）のデータ
は、オリジナルＡＴＭセルのデータ３０４から直接取り
出される。

【００３０】作成されたメッセージは、ゲートウェイプ
ロセッサから並列計算機内の内部ネットワークへ送信さ
れる。行き先プロセッサが有するプロセッサＩＤとこの
メッセージ内のプロセッサＩＤが一致したことで、行き
先プロセッサがこのメッセージを受信すると、メッセー
ジ内のバッファアドレスを参照してバッファアドレスに
当該メッセージが格納される。このバッファアドレス
は、プロセスのプログラムアドレスと対応しているの
で、当該プログラムは直ちにバッファ内のメッセージを
処理することができる。

【００３１】並列計算機内のプロセスが外部ネットワー
クへメッセージを送信する際は、まず、ゲートウェイへ
内部ネットワークを介してメッセージを送信する。内部
ネットワーク１２からメッセージ（３０５、３０６、３
０７、３０８）がＥＮＩ（１１６）に到着した時には、
この内部ネットワークからのメッセージをＡＴＭセル
（３０１、３０２、３０３、３０４）に変換させるため
に、逆の処理、即ち、ＩＤおよびＡｄｄｒを元に相関テ
ーブル３０９が検索され、ＶＰＩおよびＶＣＩが決定さ
れ、ＡＴＭセルが作成される。なお、この時用いられる
ＩＤおよびＡｄｄｒは、この内部ネットワークでのメッ
セージの送信元（プロセス）を識別するためのＩＤおよ
びＡｄｄｒである。

【００３２】図４は、ＥＮＩが、外部ネットワークであ
るイーサネット、ＦＤＤＩ、ＨＩＰＰＩ等のパケット交
換ネットワーク、ＩＰ、ＩＤＰ等のネットワーク層プロ
トコル、ＵＤＰ、ＴＣＰ、ＰＥＸ、ＳＰＰ等の伝送層プ
ロトコルのパケットと内部ネットワーク用のパケットを
変換する例を示す。以下の説明において、ＴＣＰ／ＩＰ
およびＵＤＰ／ＩＰ用語を用いているが、この両方に記
述されているプロトコルの性質は、ＸＮＳプロトコルに
も適用することができる。

【００３３】各外部ネットワーク２のパケット（４０
１、４０２、４０３、４０４）は、物理層ヘッダ（ＰＬ
Ｈ）４０１、ネットワーク層ヘッダ（ＮＬＨ）４０２、
伝送層ヘッダ（ＴＬＨ）４０３およびデータ４０４を含
んでいる。ＰＬＨ（４０１）は、当該パケットのネット
ワーク層プロトコル（ＮＬＰ）が何であるかを示す情報
を含んでいる。ＮＬＨ（４０２）は、ローカルアドレス
ＮＡＬ、遠隔ネットワークアドレスＮＡＲ、および、パ
ケットの伝送層プロトコル（ＴＬＰ）が何であるかを示
す情報を含んでいる。ＴＬＨ（４０３）は、論理コネク
ションのローカルポート番号ＰＬおよび遠隔ポート番号
ＰＲを含んでいる。ＥＮＩ（１１６）は、これらＮＬ
Ｐ、ＴＬＰ、ＮＡＬ、ＮＡＲ、ＰＬ、ＰＲからＥＮＩ
（１１６）を用いて論理コネクションを識別する。ＥＮ
Ｉは、外部ネットワーク（２）からパケットが到着した
時、パケットからＮＬＰ、ＴＬＰ、ＮＡＬ、ＮＡＲ、Ｐ
Ｌ、ＰＲを抽出し、相関テーブル（４０９）を検索す
る。

【００３４】相関テーブル４０９は、上記ＮＬＰ、ＴＬ
Ｐ、ＮＡＬ、ＮＡＲ、ＰＬ、ＰＲと、内部ネットワーク
でのプロセッサ識別子ＩＤとバッファアドレスＡｄｄｒ
で構成される。ここで、バッファアドレスは、プロセッ
サ内のプロセスを実行するプログラムのプログラムアド
レスと１対１に対応するものとする。従って、このバッ
ファアドレスとプロセッサ識別子を組み合わせることで
当該並列計算機内のプロセスを一意に特定することがで
きる。

【００３５】検索により、対応物（図４において、点線
のボックスで示されている）が見つかった場合には、行
き先プロセッサの対応するプロセッサ識別子（ＩＤ）と
バッファアドレス（Ａｄｄｒ）が相関テーブル（４０
９）から読み出されて、内部ネットワーク（１２）での
メッセージ（３０５、３０６、３０７、３０８）が形成
される。追加データ３０７には、ＰＬＨ（４０１）、Ｎ
ＬＨ（４０２）、またはＴＬＨ（４０３）のデータが必
要に応じて含まれる。この形成されたメッセージは、内
部ネットワークへ送信されて、行き先プロセッサにて受
信され処理される。

【００３６】一方、内部ネットワーク１２のメッセージ
（３０５、３０６、３０７、３０８）が内部ネットワー
ク（１２）からＥＮＩ（１１６）に到着した時に、この
内部ネットワーク（１２）からのメッセージ（３０５、
３０６、３０７、３０８）を外部ネットワーク（２）パ
ケット（４０１、４０２、４０３、４０４）に変換させ
るために、逆の処理が行われる。

【００３７】上記の両方のタイプのネットワークでは、
セル（３０１、３０２、３０３、３０４）またはパケッ
ト（４０１、４０２、４０３、４０４）が外部ネットワ
ーク（２）から到着した時に、相関テーブル（３０９ま
たは４０９）に対応物が見つからない場合、これらセル
（３０１、３０２、３０３、３０４）またはパケット
（４０１、４０２、４０３、４０４）は現在の技術で行
われているようにゲートウェイプロセッサのオペレーテ
ィングシステムによって受け取られる。また、内部ネッ
トワークメッセージ（３０５、３０６、３０７、３０
８）がＥＮＩ（１１６）に到着して、相関テーブル（３
０９または４０９）に対応物が見つからない場合には、
ＥＮＩ（１１６）は並列式マシン（１）のオペレーティ
ングシステムにエラーを示す。

【００３８】ここで、相関テーブルの設定について説明
する。相関テーブル（３０９）エントリの追加と削除
は、並列式マシン１のオペレーティングシステムによっ
て、行われる。

【００３９】コネクション向きプロトコルの場合、コネ
クション確立の時にエントリを追加する。コネクション
レスプロトコルの場合、２つのケースにエントリを追加
する。１つ目は、並列式マシン１で実行しているプログ
ラムが繰り返して送信に使用するアドレスを指定するケ
ースである（例えば、では、Ｃｏｎｎｅｃｔ関数を呼び
出す時）。２つ目は、並列式マシン１で実行しているプ
ログラムがメッセージを受信に使用するためのアドレス
（ＮＡＬとＰＬ）を指定するケースである（例えば、Ｂ
ｅｒｋｅｌｅｙＳｏｃｋｅｔｓＡＰＩでは、ｂｉｎ
ｄ関数を呼び出す時）。この２つ目のケースには、追加
するエントリにはローカルアドレスとしてワイルドカー
ドアドレスを使用する。そのワイルドカードアドレス
は、実際のネットワークアドレスに対応せず（例えば、
ＩＰアドレス０．０．０．０、ＴＣＰポート０とＵＤＰ
ポート０）、どんなリモートアドレスでもそのエントリ
に対応することを意味する。この場合、本発明は受信の
みに使用し、送信を現在の技術通りに行う。全てのプロ
トコルでは、コネクションを解除する時に相関テーブル
（３０９、４０９）からエントリを削除する。

【００４０】図５は、上記のパケットやセルの変換処理
相関処理を可能にするＥＮＩ（１１６）のハードウェア
構成を示す。ＥＮＩは、ＥＮＩ全体を制御するインタフ
ェースＣＰＵ１１６１と、ＥＭＩを制御するためのプロ
グラムやデータを記録するためのインタフェースメモリ
（ＩＦＭｅｍ）１１６２と、ＩＮＩとのインタフェー
スである内部ネットワーク接続インタフェース（ＩＮ
Ｃ）１１６３またはＩＯＢ１１４とのインタフェースで
あるバス接続インタフェース（ＢＣ）１１６４と、外部
ネットワーク２と接続するための外部接続インタフェー
ス（ＥＣ）１１６５と、これらを全て接続するバス（１
１６６）によって構成される。図５にはＩＮＣ（１１６
３）およびＢＣ（１１６４）の両方が示されているが、
ＥＮＩは、図１の形態で用いられる場合はＢＣのみを有
し、図２の形態で用いる場合にはＩＮＣのみを有する形
で用いて良い。

【００４１】セル（３０１、３０２、３０３、３０４）
またはパケット（４０１、４０２、４０３、４０４）が
外部ネットワーク２から送られると、ＥＣ１１６５によ
って受け取られインタフェースメモリ１１６２に入れら
れる。インタフェースＣＰＵ１１６１はＥＣより割り込
まれてこのセル（３０１、３０２、３０３、３０４）ま
たはパケット（４０１、４０２、４０３、４０４）の到
着を示す。その後、インタフェースＣＰＵは、図３また
は４に示されるようなプロトコル相関処理を行い、内部
ネットワークメッセージ（３０５、３０６、３０７、３
０８）を得る。

【００４２】ＥＮＩ（１１６）が図１に示したようにＩ
／Ｏバス１１４に接続されている例では、結果として得
られた内部ネットワークメッセージ（３０５、３０６、
３０７、３０８）は、プロセッサメモリ１１３のように
ＣＰＵ１１１メモリスペース内でマップされたインタフ
ェースメモリ１１６２内に保持される。インタフェース
ＣＰＵ１１６１は、その後、ＢＣ１１６４およびＩ／Ｏ
バス１１４を介して、外部ネットワークから受信したメ
ッセージの処理を依頼する命令をメモリ１１６２内での
メッセージが格納されているアドレスと共にＩＮＩ１１
５に送り、インタフェースメモリ１１６２内での内部ネ
ットワークメッセージ（３０５、３０６、３０７、３０
８）の位置を特定する。次に、ＩＮＩ（１１５）はこの
パケット（メッセージ）を直接ＥＮＩ内のメモリから、
メッセージアドレスを元に読み取り、行き先プロセッサ
ＩＤを元に、それを内部ネットワーク（１２）を介して
行き先プロセッサに送る。

【００４３】ＥＮＩ（１１６）が図２に示したようにＩ
ＮＩ（１１５）に接続されている例では、内部ネットワ
ークメッセージ（３０５、３０６、３０７、３０８）は
直接、ＩＮＩ（１１５）に送られて、行き先プロセッサ
に経路指定される。内部ネットワークメッセージ（３０
５、３０６、３０７、３０８）が内部ネットワーク（１
２）から受け取られた場合には、それを外部ネットワー
ク（２）に送るために逆の処理が行われる。

【００４４】

【発明の効果】本発明は、外部ネットワークの論理コネ
クションの識別子を並列計算機内のプロセス（プロセッ
サ識別子とプロセッサ内のプログラム（プロセス）のア
ドレス）とを対応づける相関テーブルを、並列計算機内
の外部ネットワークとのゲートウェイの働きをするプロ
セサに設けたので、並列計算機でのプロセスの実行部を
宛先とするメッセージを外部ネットワークのメッセージ
から直接作成することができ、並列計算機内のプロセス
と外部ネットワークのメッセージ交換が効率的に実現で
きる。

【００４５】また、上記ゲートウェイの働きをするプロ
セッサでは、当該ゲートウェイプロセッサの中央処理装
置を用いずに、並列計算機でのプロセスの実行部を宛先
とするメッセージを外部ネットワークのメッセージから
直接作成するので、ゲートウェイプロセッサでの中央処
理装置のオーバヘッドがへり、並列計算機全体としての
処理能力が向上する効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】外部ネットワークインタフェースがＩ／Ｏバス
に付けられている構成を示した図である。

【図２】外部ネットワークンタフェースが内部ネットワ
ークインタフェースに付けられている構成を示した図で
ある。

【図３】ＡＴＭセルと内部ネットワークメッセージの変
換を示した図である。

【図４】イーサネット、ＦＤＤＩ、ＨＩＰＰＩのパケッ
トと内部ネットワークメッセージの変換を示した図であ
る。

【図５】ＥＮＩのハードウェア構成を示した図である。

【符号の説明】

１並列式マシン、２外部ネットワーク、１１プロセッサ、１２内部ネットワーク（ＩＮ）、１１１中央処理装置（ＣＰＵ）、１１３メモリ、１１４入出力バス（ＩＯＢ）、１１５内部ネットワークインタフェース（ＩＮＩ）、１１６外部ネットワークインタフェース（ＥＮＩ）、３０１〜３０４ＡＴＭセル、３０５〜３０８内部ネットワークメッセージ、３０９、４０９相関テーブル、４０１〜４０４外部ネットワークパケット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者垂井俊明東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者村橋英樹東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のプロセッサと内部ネットワークとか
ら構成される並列計算機であって、前記複数のプロセッサの内の１つのプロセッサは、前記
前記並列計算機に接続される外部ネットワークを接続す
るための外部ネットワークインタフェースを有してお
り、前記外部ネットワークインタフェースは、前記外部ネッ
トワークでの論理コネクションの識別子と前記並列計算
機内でのプロセスとの対応表と、前記外部ネットワーク
からメッセージを受信したときに前記メッセージ内の論
理コネクション識別子で前記対応表を検索する手段と、
検索手段によって得られた当該論理コネクション識別子
に対応するプロセスを用いて内部ネットワーク用のメッ
セージを作成する手段とを有し、前記１つのプロセッサは、前記作成された内部ネットワ
ーク用のメッセージを前記内部ネットワークへ送信する
内部ネットワークインタフェースを有することを特徴と
する並列計算機。
【請求項２】前記プロセスは、前記並列計算機内でのプ
ロセッサを識別する識別子と当該プロセッサ内のメモリ
のアドレスで規定される請求項１記載の並列計算機。
【請求項３】前記１つのプロセッサは、更に、中央処理
装置と、メモリと、メモリ制御部とを有し、前記内部ネットワークインタフェースと前記外部ネット
ワークインタフェースが直接通信するための通信手段を
有する請求項１記載の並列計算機。
【請求項４】前記通信手段は、前記メモリ制御部と、前
記外部ネットワークインタフェースと、前記外部ネット
ワークインタフェースを接続する入出力バスである請求
項３記載の並列計算機。
【請求項５】前記メモリ制御部と前記内部ネットワーク
インタフェースが接続され、前記内部ネットワークイン
タフェースと前記外部ネットワークインタフェースが接
続された請求項４記載の並列計算機。