Mecanismos de routing para redes de interconexión dragonfly

Abstract

Las redes Dragonfly han sido propuestas recientemente para la interconexión de las o maquinas exascale. Esta red emplea routers de alto grado que son organizados en grupos, lo que da lugar a una topolog ¿a con bajo diametro y alto throughput. Para la realización de este trabajo se ha desarrollado un simulador de redes Dragonfly descrito en el Capítulo 3. En el Capítulo 4, "In-transit Adaptive Routing" se propone una colección de mecanismos de encaminamiento para redes Dragonfly que permiten aplicar misrouting a los paquetes en cada salto de su camino hacia el nodo destino. Teniendo en cuenta los trabajos previos sobre este tipo de redes, se detectan y analizan los principales problemas y patologías de las redes Dragonfly. Específicamente, se propone un mecanismo de encaminamiento para estas redes, denominado como MM+L, que solventa estos problemas e incrementan el rendimiento obtenido. El mecanismo propuesto en el Capítulo 5 "Deadlock Avoidance Based on Escape Subnetwork" es denominado como OFAR. Este mecanismo combina MM+L con el uso de una subred de escape libre de deadlock. En el Capítulo 6, "Deadlock Avoidance Based on Virtual Channels" se dos mecanismos de routing adaptativos y libres de deadlock basados en MM+L. El primero de estos mecanismos es el denominado Restricted Local Misrouting (RLM), que se basa en la restricción de rutas dentro de los grupos para evitar la aparición de bloqueos. El segundo mecanismo, Opportunistic Local Misrouting (OLM). La idea detrás de este mecanismo es que los paquetes pueden circular libremente por la red, incluso generando dependencias cíclicas, siempre que exista una ruta libre de deadlock hasta el nodo destino que rompa dichas dependencias. Los resultados muestran que OLM, que ofrece una mayor libertad de routing obtiene los mejores resultados. Comparado con Piggybacking, mecanismo propuesto en la literatura previa, OLM obtiene incrementos de throughput del 24.2% y 35.9% con tráfico uniforme y adverso y mejora significativamente las latencias en los experimentos de estado estacionario. El tiempo de consumo de tráfico adverso local-global de OLM es, en media, un 36% del tiempo empleado por Piggybacking. En sistemas con bufferes pequeñoos y WH flow-control, RLM es una alternativa realista que no incrementa el número de canales virtuales necesarios. Este mecanismo consume el trafico adverso local-global en 0.425 veces el tiempo de Piggybacking cuando el mecanismo de control de flujo es virtual cut-throug y en 0.43 veces cuando el control de flujo es wormhole. Por ultimo, en ese Capítulo se realiza una comparativa de OLM frente a OFAR. OLM obtiene mejores resultados de throughput cuando el tráfico es adverso y también se adapta con mayor rapidez a los cambios en el patrón de tráfico. Sin embargo, OFAR es ligéramente más rápido que OLM en el consumo de tráfico