Abstract
The Message-Passing Interface(MPI) is a standard interface for parallel programming environment, based on that application programs run on the processors of a parallel computer. Processor nodes execute processes consisting the program by passing messages to one another. During executing, however, if a fault occurs on a processor node or a process, this will result an inconsistent state, and consequently, the whole program will have to be stopped. To solve this problem, in this paper, we propose a fault-tolerant message passing interface(FT-MPI) by adding a fault manager module to MPI. The proposed FT-MPI does not need any hardware support, and each application program based on MPI can run on the FT-MPI without any modification. The proposed fault tolerance scheme uses the so-called hot-spare process duplication method, and verified by simulations that application programs run despite of any fault with less than 5% overhead on execution time.
메시지 전달 인터페이스(MPI)는 기존의 다양한 병렬 프로그램 개발 환경을 표준화한 것으로써, 메시지 전달 인터페이스를 기반으로 하는 병렬 컴퓨터 시스템은 응용 프로그램을 수많은 프로세서들에 분산 배치시켜 수행한다. 구성되는 각각의 프로세서 노드들은 연산을 하고 서로 결과를 메시지로 교환하여 수행을 하게 된다. 그러나 병렬 컴퓨터를 구성하는 노드들 중에서 어느 한 노드 또는 작업 중인 프로세스가 고장을 일으킨다면 수행되는 응용 프로그램은 그 동안의 수행 결과를 잃게 되며, 또한 응용 프로그램을 구성하는 모든 프로세스들은 중단될 것이다. 본 논문에서는 이와 같은 문제를 해결하기 위해 기존의 MPI에 고장 관리자(Fault Manager) 모듈을 추가함으로써 고장 허용 메시지 전달 인터페이스인 FT-MPI 를 제안한다. 제안한 FT-MPI는 고장 처리를 위한 추가적인 하드웨어 지원이 필요하지 않으며 기존의 MPI 응용 프로그램들이 수정 없이 수행될 수 있다는 장점을 지닌다. 제안한 고장 허용 방법은 프로세스 이중화 기법인 hot-spare 방법을 사용하였으며, 시뮬레이션을 통해 제안한 FT-MPI가 고장이 발생하더라도 응용 프로그램이 올바르게 수행되며, 고장 허용 기능으로 인한 수행 시간상의 오버헤드는 5%를 넘지 않음을 보인다.
