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第一部分 需求和普通问题2

第1章 集群计算概述2

1．1 介绍2

1．2 可扩展并行计算机体系结构4

1．3 向低价并行计算前进的动机5

1．4 机会的曙光6

1．5 集群计算机及其体系结构6

1．6 集群分类8

1．7 集群的商品化部件9

1．8 网络服务/通信软件15

1．9 集群中间件和单一系统映像（SSI）15

1．10 资源管理和调度（RMS）19

1．11 编程环境和工具21

1．12 集群应用程序24

1．13 典型集群系统24

1．14 SMP集群（CUIMPS）28

1．15 总结29

1．16 参考文献31

第2章 集群设置和管理34

2．1 介绍34

2．2 设置集群34

2．3 安全性39

2．4 系统监控42

2．5 系统调整44

2．6 参考文献47

3．1 介绍49

第3章 构建可扩展的服务49

3．2 环境50

3．3 资源共享54

3．4 资源共享的增强局部性57

3．5 原型实现和扩展64

3．6 结论和未来的研究65

3．7 参考文献66

第4章 可靠的集群计算68

4．1 介绍68

4．2 两个领域会聚69

4．3 可靠性概念72

4．4 集群的系统结构73

4．5 检测和掩盖错误76

4．6 从错误中恢复79

4．7 可靠集群计算的实践80

4．8 参考文献82

第5章 开发高吞吐量的集群系统84

5．1 介绍84

5．2 Condor概述85

5．3 软件开发86

5．4 系统管理89

5．5 总结96

5．6 参考文献96

第6章 性能模型与模拟97

6．1 介绍97

6．2 新的性能问题98

6．3 有效并行计算的费用模型100

6．4 结论108

6．5 参考文献109

7．1 概述110

第7章 元计算：利用非正式的超级计算机110

7．2 元计算的演变112

7．3 元计算机的设计目标和问题115

7．4 元计算项目118

7．5 正在兴起的元计算系统129

7．6 总结和结论130

7．7 参考文献132

第8章 在元计算系统中指定资源和服务133

8．1 对资源描述工具的需求133

8．2 指定硬件和软件资源的策略134

8．3 资源和服务描述（RSD）136

8．4 小结142

8．5 参考文献142

第二部分 网络、协议和I/O147

第9章 高速网络147

9．1 概述147

9．2 设计问题149

9．3 快速以太网156

9．4 高性能并行接口（HiPPI）158

9．5 异步传输模式（ATM）161

9．6 可扩展并发接口（SCI）165

9．7 ServerNet167

9．8 Myrinet169

9．9 内存通道171

9．10 Synfinity173

9．11 参考文献175

10．2 通信性能的延迟/带宽评估177

10．1 概述177

第10章 轻量级消息传递系统177

10．3 集群的传统通信机制179

10．4 轻量级通信机制181

10．5 内核级的轻量级通信185

10．6 用户级的轻量级通信188

10．7 消息传递系统之间的比较190

10．8 参考文献192

11．2 要求194

11．1 概述194

第11章 活动消息194

11．3 AM编程模型197

11．4 AM的实现201

11．5 分析208

11．6 AM上的编程模型210

11．7 未来的工作212

11．8 参考文献213

12．1 网络为集群计算提供的服务215

第12章 Xpress传输协议215

12．2 一种新方法216

12．3 XTP的功能217

12．4 性能222

12．5 应用223

12．6 XTP在集群计算中的未来225

12．7 参考文献225

第13章 ATM集群中的拥塞管理227

13．1 ATM网络概述227

13．2 现有的方法230

13．3 ATM在LAN上的模拟231

13．4 移植计划236

13．5 结论240

13．6 参考文献241

第14章 网络负载平衡243

14．1 介绍243

14．2 方法243

14．3 常见错误251

14．4 产品252

14．6 参考文献257

14．5 总结257

第15章 多通路通信259

15．1 介绍259

15．2 网络及应用中的异构260

15．3 多通路通信261

15．4 实例研究263

15．5 总结270

15．6 参考文献270

16．1 介绍272

第16章 网络存储器272

16．2 远程存储器调页274

16．3 网络存储器文件系统284

16．4 网络存储器在数据库方面的应用285

16．5 总结286

16．6 参考文献287

第17章 分布式共享存储器289

17．1 介绍289

17．2 数据一致性290

17．3 网络性能问题297

17．4 其他设计问题298

17．5 结论304

17．6 参考文献304

第18章 集群并行I/O：实现方法与现有系统309

18．1 引言309

18．2 集群I/O系统的分类310

18．3 并行I/O问题311

18．4 文件抽象312

18．5 方法和技术313

18．6 系统结构与一些现有系统315

18．7 ViPIOS方法319

18．8 结论及发展趋势324

18．9 参考文献325

第19章 软件RAID和并行文件系统327

19．1 引言327

19．2 数据的物理存放328

19．3 缓存337

19．4 预取341

19．5 接口344

19．6 参考文献350

第三部分 进程调度、负载共享与负载平衡354

第20章 作业与资源管理系统354

20．1 成因与历史演变354

20．2 作业和资源管理系统的组成与结构355

20．3 RMS的当前技术发展情况359

20．4 现在和将来所面临的挑战364

20．5 小结367

20．6 参考文献367

21．2 背景369

第21章 集群上并行作业的调度369

21．1 引言369

21．3 刚性作业的进程迁移370

21．4 可延展性作业的动态并行性373

21．5 基于通信的协向调度375

21．6 批调度376

21．7 小结378

21．8 参考文献379

22．1 引言381

第22章 负载共享与容错管理器381

22．2 集群计算中的负载共享382

22．3 利用检查点进行容错382

22．4 负载共享与容错的集成384

22．5 相关工作392

22．6 结论393

22．7 参考文献393

第23章 并行程序调度技术395

23．1 引言395

23．2 网络计算环境下的调度问题396

23．3 调度任务到通过快速网络连接的机器上401

23．4 调度任务到任意的处理机网络404

23．5 CASOH：一个并行化和调度工具408

23．6 小结与结束语412

23．7 参考文献413

第24章 可配置的动态负载平衡415

24．1 引言416

24．2 动态负载平衡（DLB）417

24．3 DLB模型和负载平衡策略的选择决定过程419

24．4 编译器和运行时系统425

24．5 实验结果427

24．6 小结433

24．7 参考文献433

第25章 异构系统中的映射与调度435

25．1 引言435

25．2 映射与调度436

25．3 任务粒度与划分的问题438

25．4 静态调度和动态调度441

25．5 负载平衡问题443

25．6 小结445

25．7 参考文献445

第四部分 典型的集群系统449

第26章 Beowulf449

26．1 Beowulf探源449

26．2 系统体系结构的进化过程452

26．3 软件开发454

26．4 下一代Beowulf计算456

26．5 21世纪的Beowulf459

26．6 参考文献461

第27章 RWC PC集群Ⅱ以及Score集群系统软件462

27．1 简介462

27．2 使用通用商品硬件构建结构紧凑的PC集群462

27．3 基于Unix的Score并行操作系统环境466

27．4 性能评价468

27．5 结论470

27．6 参考文献471

28．1 COMPaS：一个基于Pentium Pro PC的SMP集群472

第28章 COMPaS：一个基于Pentium Pro PC的SMP集群472

28．2 使用PC构建集群473

28．3 SMP集群的编程478

28．4 实例分析——COMPaS系统的评测结果480

28．5 PC SMP集群编程指南485

28．6 小结487

28．7 参考文献487

第29章 NanOS集群操作系统489

29．1 简介489

29．2 系统结构490

29．3 NanOS492

29．4 MCMM495

29．5 HIDRA497

29．6 小结500

29．7 参考文献500

第30章 基于BSP的可适应并行处理502

30．1 简介502

30．2 Bulk同步并行模型502

30．3 非专用集群上的并行计算504

30．4 Bulk同步并行模型中的可适应并行性505

30．5 可适应Bulk同步并行性的编程环境507

30．6 A-BSP在并行计算中的应用510

30．7 A-BSP在非专用工作站集群的应用512

30．8 结论513

30．9 参考文献513

第31章 MARS：一个可适应并行编程环境515

31．1 动机与目标515

31．2 相关工作516

31．3 NOW可达到的能力517

31．4 MARS方案518

31．5 实验结果523

31．6 结论和进一步工作525

31．7 参考文献526

第32章 自适应并行计算的Gardens方法527

32．1 引言527

32．2 相关工作528

32．3 通信529

32．4 自适应性和任务分派532

32．5 性能结果535

32．6 小结536

32．7 参考文献536

第33章 ParPar系统：一种软件MPP538

33．1 引言538

33．2 ParPar系统539

33．3 系统配置和控制542

33．4 作业控制543

33．5 调度546

33．6 并行I/O547

33．7 项目状况549

33．8 参考文献550

第34章 Pitt并行计算机551

34．1 引言551

34．2 操作系统552

34．3 拉普拉斯问题554

34．4 拉普拉斯程序的技术描述557

34．5 拉普拉斯操作系统的用户描述558

34．6 线性联立方程组559

34．7 一个应用程序实例564

34．8 小结564

34．9 参考文献564

第35章 RS/6000 SP系统：可扩展并行集群系统565

35．1 双重特性565

35．2 SP系统的体系结构567

35．3 SP系统结构569

35．4 结束语578

35．5 参考文献579

第36章 可扩展和高可用的集群Web服务器580

36．1 引言580

36．2 Web服务器和动态内容582

36．3 细粒度负载平衡586

36．4 共享文件系统和可扩展I/O589

36．5 Web上的可扩展数据库访问593

36．6 高可用性597

36．7 结论600

36．8 参考文献601