在MASSIVE网格环境中的集群计算与可视化

摘要

面向多学科应用的模拟与可视化环境(MASSIVE,Multidisciplinary Applications-Oriented Simulation and Visualization Environment)是一个应用于工程与科学计算的集成化了的网格环境.MASSIVE环境中的网格平台是其一组成部分,它主要解决大规模数值模拟对计算能力、存储、网络的需求等问题.这一网格平台的功能包括可视的资源发现、任务调度和结果处理,该平台建立在Globus Toolkit之上,包括图形客户端和网格服务器端两个部分.该图形客户端包括三个子模块:任务管理、信息服务(MEMDS)、文件传输(MFTP).任务管理实现的功能是任务定义、资源调度、任务执行、任务监控和图形化界面等;信息服务实现的功能是资源发现和图形化界面;文件传输实现的功能是大数据的安全、高效传输和图形化界面.本文提出并实践了扩展MPICH-G2的解决方法,此方法的实现包含三个方面:MPICH-G2源码的修改、一个代理程序的编码和任务管理的相应支持.集群上的并行任务管理包括资源分配、进程启动和进程监控.资源分配主要是实现集群计算节点的负载平衡;进程启动主要是远程启动网格进程;进程监控则是远程监控网格进程.并行可视化是本文讨论的另一个重点,讨论的主要内容有:可视化的协同方法和一个可视化工具ParaView.ParaView原不具有协同的功能,但是有实现其协同的潜力,我们对ParaView的两种协同形式进行了探讨并实现了其中的一种简单形式.并在网格上实践了ParaView并行模式的运行.

目录

摘要

第一章绪论

1.1背景介绍

1.2本文的研究内容与组织结构

第二章网格计算与Globus工具包

2.1网格概论

2.1.1网格的定义

2.1.2网格的背景

2.1.3网格的特点

2.1.4网格的需求

2.1.5网格的意义

2.2 Globus工具包

2.2.1 Globus的系统结构

2.2.2网格安全基础设施

2.2.3元计算目录服务

2.2.4资源分配管理者

2.2.5动态协同分配代理DUROC

2.2.6数据管理

第三章网格平台项目

3.1网格平台客户端的模块结构

3.2网格平台的任务管理

3.2.1任务创建

3.2.2任务调度

3.2.3任务执行

3.2.4任务监控

3.3网格平台的信息服务

3.4网格平台的文件传输

第四章网格平台中的集群计算

4.1网格并行任务的进程通信方式

4.1.1网格并行任务的结构

4.1.2 MPI通信环境的建立

4.1.3 MPI INIT()函数实现的局限性

4.2在集群环境中扩展MPICH-G2

4.2.1编写转发程序

4.2.2修改发布通信端口数据模块

4.2.3从进程间通信链路的建立

4.3并行任务管理在集群上的实现

4.3.1资源的均衡分配

4.3.2进程的启动

4.3.3进程的监控

第五章网格平台中的可视化研究

5.1对ParaView的研究

5.1.1ParaView的可扩展性

5.1.2 ParaView的工作模式

5.1.3 ParaView的流水线

5.1.4 ParaView的系统结构

5.2对实现ParaView协同的研究

5.2.1客户端同步

5.2.2集中控制式

5.2.3实现ParaView的客户端同步

5.2.4对ParaView集中控制式的设想

5.3 ParaView在网格上的应用

5.3.1集群环境

5.3.2任务执行

5.3.3运行结果

第六章结论

参考文献

致谢