一种多处理器计算机及其数据收发方法
【专利摘要】本发明提供了一种多处理器计算机及其数据收发方法，包括：若干主体为处理器的计算节点；各计算节点之间以直连网络方式直接连接，并按直连网络架构交互数据。本发明由于各计算节点之间以直连网络方式直接连接，而非采用各种交换网络，也不必选择交叉开关，直接互连避免了总线冲突，最大程度的提高了总线带宽；因此也克服了因交叉开关导致的总线受速率限制的不足，充分利用直连网络的优势提高了计算节点间的数据传输速度。
【专利说明】一种多处理器计算机及其数据收发方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及计算机【技术领域】，尤其涉及一种多处理器计算机及其数据收发方法。
【背景技术】
[0002]对于网络业务，大多采用各种交换网络作为其核心部件进行数据传输时，交换网络负责将分组从输入端口调度到输出端口，选择交叉开关，但是，现有技术的不足在于:由于总线受速率的限制，且交叉开关的可扩展性差，导致数据传输较慢。
【发明内容】
[0003]本发明针对上述问题，提出了一种多处理器计算机及其数据收发方法，用以提高计算机中各计算节点间数据的传输速度。
[0004]本发明实施例中提供了一种多处理器计算机，包括:
[0005]若干主体为处理器的计算节点；
[0006]各计算节点之间以直连网络方式直接连接，并按直连网络架构交互数据。
[0007]本发明实施例中还提供了一种多处理器计算机的数据发送方法，包括如下步骤:
[0008]每一计算节点确定待发送的以太网数据包；
[0009]在确定数据包的目的地是在直连网络内时，在所述以太网数据包上增加包头后发送，该包头用于指示直连网络内各计算节点对该以太网数据包的处理方式；
[0010]在确定数据包的目的地是在直连网络外时，发送所述以太网数据包。
[0011]本发明实施例中还提供了一种多处理器计算机的数据接收处理方法，包括如下步骤:
[0012]每一计算节点确定接收到的以太网数据包；
[0013]在确定数据包的发出地是在直连网络内时，根据所述以太网数据包上的包头进行处理，该包头用于指示直连网络内各计算节点对该以太网数据包的处理方式；
[0014]在确定数据包的发出地是在直连网络外时，按以太网协议处理所述以太网数据包。
[0015]本发明有益效果如下:
[0016]在本发明实施例提供的技术方案中，首先提供了一种多处理器计算机，包括主体为处理器的若干计算节点，由于各计算节点之间以直连网络方式直接连接，而非采用各种交换网络，也不必选择交叉开关，直接互连避免了总线冲突，最大程度的提高了总线带宽；因此也克服了因交叉开关导致的总线受速率限制的不足，充分利用直连网络的优势提高了计算节点间的数据传输速度。
[0017]在本发明实施例提供的技术方案中，还提供了数据发送方法与数据接收处理方法，在数据收发处理中，都会确定数据包的发出地或目的地是否在直连网络内，在直连网络内时，则利用自定义的、增加的包头来进行处理指示；而不在直连网络内时，则按照以太网协议处理，使得数据在计算机内的直连网络内能够快速的达到目的节点、更快的进行传输，且不影响与外部设备的数据交互。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面将参照附图描述本发明的具体实施例，其中:
[0019]图1为本发明实施例中多处理器计算机结构示意图；
[0020]图2为本发明实施例中多处理器计算机的数据发送方法实施流程示意图；
[0021]图3为本发明实施例中多处理器计算机的数据接收处理方法实施流程示意图。
【具体实施方式】
[0022]为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。
[0023]在并行高性能计算机领域，由于网络业务多采用各种交换网络作为其核心部件，交换网络负责将分组从输入端口调度到输出端口，首选交叉开关，但是总线受速率的限制，且交叉开关的可扩展性不好，因此，选择采用直连网络。提出了面向多处理器间的互连设计，并基于自定义的协议，采用高速串行数据传输技术。
[0024]图1为多处理器计算机结构示意图，如图所示，计算机中包括若干主体为处理器的计算节点，图中标号为00至33的节点；且各计算节点之间以直连网络方式直接连接，并按直连网络架构交互数据。
[0025]实施中，直连网络可以为TorUS(目前翻译尚未统一，部分文献中翻译为“环网”、“环状网”)网络。
[0026]直连网络的意思是计算节点间是直接连接的。比如torus的网络图。
[0027]在本发明实施例提供的技术方案中，还提供了数据发送方法与数据接收处理方法，该方案中采用了自定义协议，这是为了根据互连的结构，快速的达到目的节点。下面进行说明。
[0028]图2为多处理器计算机的数据发送方法实施流程示意图，如图所示，可以包括如下步骤:
[0029]步骤201、每一计算节点确定待发送的以太网数据包；
[0030]步骤202、判断目的地是否在直连网络内，是则转入步骤203，否则转入步骤204 ；
[0031]步骤203、在确定数据包的目的地是在直连网络内时，在所述以太网数据包上增加包头后发送，该包头用于指示直连网络内各计算节点对该以太网数据包的处理方式；
[0032]步骤204、在确定数据包的目的地是在直连网络外时，发送所述以太网数据包。
[0033]实施中，各计算节点对该以太网数据包的处理方式中可以包括:根据目标节点信息确定以太网数据包的目的地，和/或，根据源节点信息确定以太网数据包的发出地。
[0034]实施中，各计算节点对该以太网数据包的处理方式中可以包括:CRC(CyClicRedundancy Check,循环冗余校验码)校验。
[0035]实施中，可以在传输层对计算节点请求的以太网数据包进行仲裁，对以太网数据包和传输层数据包格式的转换，对虚通道进行管理，以及对以太网数据包进行路由；
[0036]可以在数据链路层对链路进行自管理，对传输层数据包进行校验，将传输层数据包转化为链路层数据包，以及链路层数据包到微片报文的转化，微片报文的发送和接收的控制；
[0037]可以在物理层进行数据包的发送和接收控制。
[0038]本发明实施例中相应的提供了数据的接收处理方案如下:
[0039]图3为多处理器计算机的数据接收处理方法实施流程示意图，如图所示，可以包括如下步骤:
[0040]步骤301、每一计算节点确定接收到的以太网数据包；
[0041]步骤302、判断发出地是否在直连网络内，是则转入步骤303，否则转入步骤304 ；
[0042]步骤303、在确定数据包的发出地是在直连网络内时，根据所述以太网数据包上的包头进行处理，该包头用于指示直连网络内各计算节点对该以太网数据包的处理方式；
[0043]步骤304、在确定数据包的发出地是在直连网络外时，按以太网协议处理所述以太网数据包。
[0044]实施中，各计算节点对该以太网数据包的处理方式中可以包括:根据目标节点信息确定以太网数据包的目的地，和/或，根据源节点信息确定以太网数据包的发出地。
[0045]实施中，各计算节点对该以太网数据包的处理方式中可以包括:CRC校验。
[0046]实施中，可以在传输层对计算节点请求的以太网数据包进行仲裁，对以太网数据包和传输层数据包格式的转换，对虚通道进行管理，以及对以太网数据包进行路由；
[0047]可以在数据链路层对链路进行自管理，对传输层数据包进行校验，将传输层数据包转化为链路层数据包，以及链路层数据包到微片报文的转化，微片报文的发送和接收的控制；
[0048]可以在物理层进行数据包的发送和接收控制。
[0049]在上述实施中，自定义协议是为了根据互连的结构，快速的达到目的节点。自定义协议可以满足数据传输需求，精简处理器间互连的协议。
[0050]具体实施时，自定义协议可以是在以太网协议的基础上增加一个128bit的包头，其中可以包含目标节点信息、源节点信息、数据包的长度以及包头的CRC校验等信息。可以检查包括包头在内的数据在计算节点间的传输有没有出错。在互连的计算节点中，整个MAC(MediaAccess Control,媒体访问控制)巾贞都相当于一个负载。
[0051]数据包由出发节点到达了目的节点，在转交给以太网网络时，可以将包头去掉，现有的设备即可以处理。
[0052]这里计算节点间的互连,是在IP(Internet Protocol,网络之间互连的协议)包的前面再增加一个128bit的包头，方便计算路由，快速的达到目的计算节点。数据从计算节点转到的以太网络时，去掉增加的128bit的包头即可。
[0053]为了满足处理器间互连的需要，自定义协议结构合理，功能精简，协议包括传输层、数据链路层、物理层。
[0054]传输层:负责对处理器请求的报文的仲裁，以太网报文(增加有128bit包头的以太网报文)和传输层报文格式的转换，虚通道的管理，根据目标节点号进行路由，以及错误报文的处理。
[0055]数据链路层:负责链路的自管理，传输层以太报文的CRC校验，传输层报文转化为链路层报文，链路层报文到微片报文的转化，微片报文的发送和接收的控制。
[0056]物理层:负责报文的发送和接收控制，采用串行链路技术。
[0057]在本发明实施例提供的技术方案中，由于各计算节点之间以直连网络方式直接连接，而非采用各种交换网络，也不必选择交叉开关，直接互连避免了总线冲突，最大程度的提高了总线带宽。在直连网络内时，自定义了一个满足需求的，简单的处理器间互连的协议，使得数据在计算机内的直连网络内能够快速的达到目的节点、更快的进行传输。
[0058]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种多处理器计算机，其特征在于，包括: 若干主体为处理器的计算节点； 各计算节点之间以直连网络方式直接连接，并按直连网络架构交互数据。
2.如权利要求1所述的多处理器计算机，其特征在于，所述直连网络为torus网络。
3.—种如权利要求1所述多处理器计算机的数据发送方法，其特征在于，包括如下步骤: 每一计算节点确定待发送的以太网数据包； 在确定数据包的目的地是在直连网络内时，在所述以太网数据包上增加包头后发送，该包头用于指示直连网络内各计算节点对该以太网数据包的处理方式； 在确定数据包的目的地是在直连网络外时，发送所述以太网数据包。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，各计算节点对该以太网数据包的处理方式中包括:根据目标节点信息确定以太网数据包的目的地，和/或，根据源节点信息确定以太网数据包的发出地。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，各计算节点对该以太网数据包的处理方式中包括:循环冗余校验码CRC校验。
6.如权利要求3至5任一所述的方法，其特征在于， 在传输层对计算节点请求的以太网数据包进行仲裁，对以太网数据包和传输层数据包格式的转换，对虚通道进行管理，以及对以太网数据包进行路由； 在数据链路层对链路进行自管理，对传输层数据包进行校验，将传输层数据包转化为链路层数据包，以及链路层数据包到微片报文的转化，微片报文的发送和接收的控制；在物理层进行数据包的发送和接收控制。
7.—种如权利要求1所述多处理器计算机的数据接收处理方法，其特征在于，包括如下步骤: 每一计算节点确定接收到的以太网数据包； 在确定数据包的发出地是在直连网络内时，根据所述以太网数据包上的包头进行处理，该包头用于指示直连网络内各计算节点对该以太网数据包的处理方式； 在确定数据包的发出地是在直连网络外时，按以太网协议处理所述以太网数据包。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，各计算节点对该以太网数据包的处理方式中包括:根据目标节点信息确定以太网数据包的目的地，和/或，根据源节点信息确定以太网数据包的发出地。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，各计算节点对该以太网数据包的处理方式中包括:CRC校验。
10.如权利要求7至9任一所述的方法，其特征在于， 在传输层对计算节点请求的以太网数据包进行仲裁，对以太网数据包和传输层数据包格式的转换，对虚通道进行管理，以及对以太网数据包进行路由； 在数据链路层对链路进行自管理，对传输层数据包进行校验，将传输层数据包转化为链路层数据包，以及链路层数据包到微片报文的转化，微片报文的发送和接收的控制；在物理层进行数据包的发送和接收控制。
【文档编号】H04L12/28GK104077264SQ201410338589
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年7月16日 优先权日:2014年7月16日
【发明者】叶胜兰, 杨晓君, 李婧 申请人:曙光信息产业(北京)有限公司