HPC 互联网络中真实通信模式与拥塞动力学的特征化

互联网络是超级计算机和数据中心的关键组件，其设计必须应对当前应用程序和服务日益增加的通信需求；否则，它可能成为系统瓶颈。最具挑战性的网络设计问题包括拓扑结构、路由算法、流量控制和能源效率。然而，即便是最有效的互联网络也可能因拥塞而出现严重的性能下降，尤其是在高性能计算(HPC)、深度学习训练或在线数据密集型服务中生成的特定网络流量模式下。在此背景下，表征和建模这些通信操作及其生成的网络流量模式是研究其对网络性能影响的基本挑战。本文提出了一种基于 VEF Traces 框架的 methodology，用于表征、建模和模拟代表性计算和数据密集型应用程序的通信模式。更准确地说，我们扩展了 VEF Traces 框架，添加了工具，使我们能够直接从 VEF Traces 或通过仿真来表征网络拥塞。在我们对来自 NEST、GROMACS、LAMMPS 和 PATMOS 在多个超级计算机上运行的 VEF Traces 进行分析时，我们识别出在特定集体操作执行时，现实网络配置下可能出现的潜在拥塞情景。