G-MPI:一种基于网格的MPI框架及其实现

针对异构网格的复杂环境,提出了一种基于网格平台的新型消息传递接口(MPI)程序设计和运行框架Grid MPI(G-MPI),实现了网格中集群内部节点和集群外部节点的有效通信,从而提供了一个更广意义上的虚拟集群环境.G-MPI作为一个网格中间件,提供给网格平台上有并行任务需求的用户使用.G-MPI提供了C/C 编程接口,使得在集群环境下用这两种语言开发的并行程序,不必经过改动,就可以移植到网格环境下运行.网格环境下并行程序的开发,也变得相对容易.G-MPI加强对并行任务运行状态监控的同时,针对某些特殊的并行任务,给出了新框架下任务异常时的二次调度方案.应用实例验证了新框架的有效性.     

基于MPI堡垒主机防火墙的可疑IP预警方法研究

提出基于MPI堡垒主机防火墙的可疑IP预警系统.系统防火墙规则集合划分为子集形式,各个子集相互独立,动态调整规则库,运行并行任务,实现安全报警机制和并行实现检测过程;能够快速、准确的对可疑IP进行跟踪和预警,采用针对网络地址转换的内部IP地址监控,更加有效地填补防火墙对内防范的不足.实验结果显示,并行防御策略具有较大的优势,能够实现优化防火墙整体防御性能.     

网格技术在中尺度数值天气预报MM5模式中的应用

以中尺度数值天气预报MM5在网格环境下运行为例,分析了基于网格计算的应用系统在资源共享方面的应用.介绍了中尺度数值预报模式的差分近似算法,并以基于网格计算的中尺度数值天气预报MM5为例,给出了在网格环境下的实验流程和结果.实验表明.使用Globus技术使得原本只能在集群或小型机上运行的科学计算程序能够在普通PC上运行起来,并且随着加入网格机器的增多,可以提高运行速度和吞吐量.     

基于IP网络的集群调度系统的研究

集群通信技术具有快捷、便利、信道共享的优点,能够比传统的通信方式更加适用于跨地市间的通信。但传统的模拟集群通信系统容量较小、不易于联网,且频率利用率较低,因此数字集群系统已成为集群通信的必然发展趋势;本文对集群调度系统的标准体制进行了研究,并介绍了其主要技术IP媒体流、IP组播技术,以提高集群调度系统的服务质量。     

基于网格的虚拟样机仿真关键技术

提出了基于网格的仿真支撑体系结构,讨论了将Globus和仿真融合,即基于Globus和运行支撑系统(RTI)的双中间件实现方案,用网格管理仿真资源及仿真运行高层体系结构(HLA)负责仿真相关事务.介绍了在网格上调度、运行仿真和基于仿真网格服务的两种应用框架;探讨了在网格上实现成员动态调度运行和负载平衡机制,及基于服务的虚拟样机仿真应用的层次化结构、部署和运行,达到了仿真的资源共享、动态部署和自组织等目标.     

一种用于集群通信系统IP联网的语音网关设计

根据集群通信系统的特点和IP联网网络结构,设计了一种专用于集群系统IP联网的语音网关.介绍了以MPC852T和AC48304为核心的语音网关的硬件设计,然后在VxWorks实时操作系统平台上设计了呼叫控制与处理和网络传输程序.     

LVS集群中IP负载均衡技术的研究

本文通过对LVS(Linux Virtual Server)集群的体系结构和负载均衡技术的研究,讨论了其设计原则和相应的特点;然后对LVS集群中实现的3种IP负载均衡技术作为主要的研究对象,实现了基于VS/TUN(Virtual Server via IP Tunneling)技术的集群,为实现可伸缩性的网络服务打下了坚实的基础.     

集群资源统一管理和调度技术综述

随着互联网的快速发展和大数据的来临,基于数据密集型应用的集群计算框架不断涌现,并且这些计算框架都只面向某一类特定领域的应用.基于这一特点,互联网公司往往需要部署和运行多个计算框架,从而为每个应用选择最优的计算框架.因此,资源统一管理和调度系统作为集群共享平台被提出来.集群资源统一管理和调度系统需要同时支持多种不同计算框架,如何管理集群计算资源和不同计算框架间的资源公平分配成为关键技术难点.不同计算框架的作业是异构的,如何在不同框架间进行作业调度,以充分利用集群资源和提高系统吞吐量,成为了新的挑战.本文针对现有的资源管理系统和应用需求特点,研究和分析了集群资源管理和调度的关键技术,并对现有的集群资源管理技术存在的问题和未来发展进行了探讨.     

进程迁移中套接字迁移的研究与实现

研究了TCP/IP协议及其在LINUX系统下的实现,分析了网络连接的状态,给出了网络连接状态的提取、网络连接迁移和恢复的解决方案,解决了集群环境下进程迁移如何透明地保持TCP网络连接这一问题.本文还给出了套接字迁移在MOSIX集群系统上的一个原型实现.     

应用层并行重组在NIDS中的设计与实现

针对目前网络入侵检测系统在IP分片重组和TCP流重组中的不足, 提出应用层协议并行重组的新方法ALPPR及其原型系统. 根据报文重组的特点, 采用基于LogP模型的并行处理思想和主从模式实现并行任务的分配和处理. 在并行重组过程中, 采用二维链表保存(例如会话列表、 相应状态和任务分配结果等)关键信息. 同时,该方法采用动态分配策略实现并行重组中的负载平衡. 实验结果证明了ALPPR方法的可行性和有效性.     

An Efficient Parallel Solution Framework for the Linear Solution of Large Systems on PC Clusters

In this paper, a parallel solution framework for the linear static analysis of large structures on PC clusters is presented. The framework consists of two main steps: data preparation and parallel solution. The parallel solution is performed by a substructure based method with direct solvers. The aim of the data preparation step is to create the best possible substructures so that the parallel solution time is minimized. An actual structural model was solved utilizing both homogeneous and heterogeneous PC clusters to illustrate the performance and applicability of the presented framework.     

3D点云BSP并行计算模型及算法设计

根据3D点云数据处理计算特点,按照BSP模型的技术思想,建立了3D点云BSP并行计算模型。讨论了HAMA框架下的3D点云BSP并行计算模型的实现方法,构建了一个由普通PC组成的HAMA计算集群。以3D点模型构建计算为例,给出了一种3D点云数据处理BSP算法设计方法。实例的计算结果表明:BSP并行计算方法能高效地完成3D点模型构建计算,与其它计算方法相比,计算效率有所提高。     

消息传递接口在分子动力学模拟中的应用

廉价高性能的PC机为组建具有优异性能、适宜于承担大任务的集群系统提供了良好的资源保障.将消息传递接口应用于分子动力学模拟过程,给出了完整的模拟方案和任务拆解方法,成功搭建了PC集群系统,讨论了并行效率,并与单机多核下的多线程/进程方案进行了对比.     

基于PC机并行口的数控系统插补设计与实现

基于PC机并行口的数控系统插补(数字积分法)的设计与实现,是利用PC机并行口的的输入输出特性作为其硬件基础,在DOS操作系统下,采用8086汇编语言进行数字积分法的三维直线和二维圆弧的插补程序编制和运行,再通过步进电机驱动电路的设计,最终实现对X、Y、Z轴步进电机(或伺服电机)控制的一种经济型数控系统。     

基于MPI的eclipse并行计算在油藏模拟中的应用

随着进行油藏模拟数据量增加,计算步骤日渐复杂,利用传统计算机来模拟,为了达到理想的模拟速度和效果,其硬件平台的投资将很高。本文设计并实现一种通过在windows下配置mpich2以建立的eclipse parallel并行计算,通过交换器和网线建立PC集群代替原有单个计算机来做油藏模拟。利用eclipse parallel,我们模拟并实现并行平台的要求,四台计算机同时计算程序,一台显示结果,通过使用实际数据对并行油藏模拟的稳定性和并行效率进行测试,测试显示在PC集群系统上高效运行eclipse进行油藏模拟模拟计算是可行的。     

水泥厂实时工况监控管理系统

阐述了由ＰＣ（个人计算机）和ＰＬＣ（可编程逻辑控制器）构成两级微机监控管理系统的理论和方法．系统由下位机ＰＬＣ（ＩＰ１６１２）在现场采集全厂各车间的设备运转状态数据，然后经串口通讯的方式实时地传送至上位机ＰＣ（８０３８６）．在上位机上以车间为单位分画面显示全厂的工艺流程模拟图，并在图上根据下位机传送来的数据实时动态地显示各设备的当前运转状况．该系统为某白水泥厂设计开发，取得了良好的经济效益和管理效益．     

面向R语言的分布式流处理系统设计与实现

为了使得在数据分析领域广泛使用的R语言能够应用于大规模数据的分布式流处理计算,基于Spark Streaming框架,设计和实现了一个面向R语言的分布式流处理系统。系统提出了一套完备的R/Java跨语言交互模型,实现了R语言程序和Java程序的互相调用,从而使得R语言程序可以运行在Java平台上,改进了R语言在大规模数据处理和并发计算等方面的不足。系统也提供了Spark Streaming的R语言编程接口,提高了后者的易用性。通过实例验证了该系统的可行性和实用性。     

面向集群的消息传递并行程序容错系统

为了保证大规模集群系统的可靠性和可用性,设计并实现了一个面向集群消息传递并行程序的容错系统。该系统采用检查点设置与卷回恢复技术,提出了基于内存排除的退出重进入并行环境策略,实现了对用户程序完全透明的容错功能、进程迁移以及系统自动重构。实验结果表明:检查点设置和系统恢复开销小于10%,符合大规模并行程序容错功能的要求。该系统提高了集群系统的可靠性和可用性,其设计结构和实现方法可以方便地移植到其他消息传递系统。     

基于交换网络的并行PC体系结构性能评价

针对传统的PCI总线结构形成系统通信瓶颈的缺陷，提出了以交换网络为中心的可扩展并行PC体系结构设计思想．用面向对象的分析方法对传统计算机硬件结构进行分析，设计了新的基于交叉开关的PC系统结构，并用Petri网分别对传统PC的I／O结构和并行PC的I／O结构进行建模分析，并作了定量计算，对这两种结构的性能进行了比较与分析，结果表明，并行PC系统结构可以在很大程度上提高系统设备的利用率和进程的执行效率．     

一种新的基于FPGA的立体图像差异性算法

提出了一种新的基于FPGA的立体图像差异性算法,它以块匹配算法为基础,根据FPGA的特点,对图像相关性的公式进行设计优化,并结合穷尽方式搜索和预测方式搜索,提高算法的执行速度.设计基于FPGA的立体图像差异性算法IP核,充分利用FPGA独特的并行处理机制和强大的运算能力以提高系统的处理速度和性能.系统测试结果表明,基于FPGA的立体图像差异性算法,可以达到每秒33帧的处理能力,处理速度能够达到PC机的二百倍以上,具有较好的实时性;且能够连续处理500帧图像数据,具有较好的稳定性.