Implementations of Hypercube Networks based on TCP/IP for PC Clusters

PC 클러스터를 위한 TCP/IP 기반 하이퍼큐브 네트워크 구현

In general, we use a Parallel processing computer manufactured specially for the purpose of parallel processing to do high performance computings. But we can depoly and use a PC cluster composed of several common PCs instead of the very expensive parallel processing computer. A common way to get a PC cluster is to adopt the star topology network connected by a switch hub. But in this paper, we grope efficient implementations of hypercube networks based on TCP/IP to connect 8 PCs directly for more useful parallel processing environment, and make evaluations on functionality and efficiency of them using ping, netperf, MPICH. The two proposed methods of implementation are IP configuration based on link and IP configuration based on node. The results of comparison between them show that there is not obvious difference in performance but the latter is more efficient in simplicity of routing table. For verification of functionality, we compare the parallel processing results of an application in them with the same in a star network based PC cluster. These results also show that the proposed hypercube networks support a perfect parallel processing environment respectively.

일반적으로 병렬처리가 필요한 경우 병렬처리 전용으로 제조된 시스템을 사용하지만, 가까운 주위에서 쉽게 얻을 수 있는 PC들을 클러스터로 구축하여 병렬처리에 활용할 수도 있다. PC들을 클러스터로 구축하기 위한 가장 쉬운 방법은 PC들을 스위치 허브 중심의 스타 네트워크로 연결하는 방법이지만, 이 논문에서는 병렬처리 연구 및 활용에 더 적합하도록 8개의 PC들이 직접 연결된 클러스터 구축을 위한 TCP/IP 기반 하이퍼큐브 네트워크의 효율적인 구현 방안을 모색하고, 그 기능 및 효율성을 ping, netperf, MPICH 등의 도구를 이용하여 검증하였다. 구현 방안으로 링크 위주의 IP 설정 방법과 노드 위주의IP 설정 방법을 제안하고 두 방법을 비교 분석하였는데, 그 결과 두 방법간에 시간적 성능 차이는 없지만 라우팅 테이블의 단순화 측면에서 노드 위주의 IP설정 방법이 우수함을 볼 수 있었다. 기능적 측면을 검증하기 위하여 응용프로그램의 병렬처리 결과를 스타 네트워크 기반클러스터에서의 결과와 비교하였는데, 두 방법 모두 완벽한 병렬처리 환경을 지원하는 것으로 나타났다.