[发明专利]数据发送方法、发送终端及接收终端

说明书

本发明提供了一种数据发送方法、发送终端及接收终端，其中所述方法包括：获取数据发送请求信息，并检测空闲发送上下文的数量；若所述空闲发送上下文的数量大于零，则将所述空闲发送上下文分配为用于存储所述发送数据的临时状态信息的发送上下文；根据所述数据发送请求信息获取接收结点号，并根据所述接收结点号获取上下文预测对应表中的与所述接收结点号相对应的空闲接收上下文数量；向所述接收结点号相对应的接收结点发送建立连接请求，若所述空闲接收上下文数量大于零，则同时向所述接收结点发送数据。本发明所提供的数据发送方法、发送终端及接收终端避免了数据带宽的浪费，隐藏了建立连接延迟，缩短了数据通信时间，获得更高的通信性能。

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种数据发送方法、发送终端及接收终端。

背景技术

并行计算机系统通常是由多个计算结点（简记为结点）和互连网络组成，结点由处理器、网络接口和内存组成，结点通过网络接口进行数据的发送和接收，结点间通过互连网络进行通信。并行计算机系统中，一种基本的通信模式是在两个结点（记为发送结点和接收结点）间的内存中进行数据拷贝，也就是发送结点将本结点内存区域中的数据写入到接收结点的内存区域中。单边通信（One-side Communication）和双边通信（Two-sideCommunication）是实现上述通信模式的两种常用通信机制。单边通信是发送结点在发送数据时已经知道接收缓冲区的内存地址，能通过网络将数据直接写入接收结点对应的内存区域中，这种通信机制通常也称为远程直接内存访问（Remote Direct Memory Access，RDMA）。双边通信是发送结点在发送数据时不知道接收缓冲区的内存地址，在通过网络将数据发送给接收结点之后，再由接收结点将数据写入对应的内存区域中。

单边通信和双边通信都需要依赖并行计算机的互连网络完成，一般来说，一次数据通信的数据量可能很大，在互连网络上进行数据传输时，需要将一次数据传输拆分成多个报文，各个报文独立地由发送结点传输到接收结点。

大规模并行计算机系统中，互连网络的规模通常很大，在实现上，难以保证互连网络的可靠性，例如，网络中的某条通路可能会出现偶发错误或短暂断开。不可靠的互连网络造成的结果是发送结点向接收结点传输的报文，不一定能够最终到达接收结点。随着并行计算机系统规模的不断扩大，系统互连网络规模也随之增加，平均无故障时间（Mean TimeTo Failure，MTTF）不断缩小，单纯依靠链路级数据重传机制已无法保证互连网络的可靠性，一般需要端到端数据重传机制来进一步提高互连网络的可靠性。为了提高重传性能和减少处理器的占用率，端到端数据重传机制一般都在网络接口中由硬件实现。

其中，端到端数据重传机制一般有两种硬件实现方法。第一种实现方法是静态连接机制，每条通信连接都有固定的发送上下文和接收上下文，在通信连接创建时分配，且在整个数据通信期间不再改变，直到通信连接断开才释放对应的发送和接收上下文。由于系统需要为每条通信连接都分配固定的发送和接收上下文，对于大规模并行计算机系统，随着通信连接数的增多，所需的上下文数量也会急剧增加。例如，系统有N个结点，每个结点上有M个进程，如果所有进程进行AlltoAll通信，那么每个结点所需要分配的发送上下文和接收上下文的数量都为M*M*N。由于网络接口硬件资源有限，无法存放的上下文将不得不存储在结点的内存中，这不仅会大量消耗结点内存资源，影响系统可扩展性，而且上下文在网络接口和结点内存之间的频繁来回传输也会影响通信性能。第二种实现方法是动态连接机制，通信连接是在数据通信时动态创建的，系统为每条临时创建的通信连接分配临时的发送上下文和接收上下文，当临时创建的通信连接的数据传输任务完成后，对应的临时分配的上下文立即被释放，被释放的上下文可供其它通信连接使用。由于发送上下文和接收上下文是在数据通信过程中按需分配的，因此每个结点所需的上下文数量将大幅减少且与系统规模无关，这使得系统具有较好的可扩展性。另外，上下文资源能完全存储在网络接口中，不用占用结点内存，也消除了结点内存与网络接口之间的上下文传输，从而有利于提高通信性能。