
伊利诺大学香槟分校国家超级计算应用中心(NCSA)和圣地亚哥超级计算中心( SDSC )引导一个IT革命的到来---网格计算。计算网格会让用户获得巨大的“虚拟超级计机”---把不同地点的计算机链接在一起成为一个整体进行工作。在美国,最卓越的网格计算软件是TeraGrid 。
TeraGrid由美国国家科学基金会(NFS)发起,该项目将用一年时间为开放的科学研究建立和部署世界上最大、最全面的分布式计算机群。其将在伊利诺伊州、加利福尼亚州和宾夕法尼亚州的五个地点提供给国家研究团体超过20万亿次浮点运算的计算能力。设备能够管理和储存超过450万亿字节的数据传输、高清晰度可视化环境和网格计算工具包。这些组件将通过一个网络连接紧密地结合在一起,这个网络将最初以40千兆/秒运行 ,然后升级至50至80 千兆/秒,比今天最快的研究型网络快16倍。
TeraGrid的集群能力受限于互连网的容量。这就是为什么NCSA--TeraGrid项目4个合伙人之一----选定Force10 Networks交换机/路由器的原因。E-Series提供了千兆以太网( GE )和万兆以太网(万兆以太网)端口的高密度性能和NCSA所需的线速性能,最大化其网络的可扩展性和性能。
凭8万亿次浮点运算的高性能,NCSA将使用新一代英特尔安腾处理器的高功率IBM Linux服务器集群为TeraGrid提供大量的计算能力。科学家将在分子动力学、宇宙学、气象预报和生物分子静电学领域使用这些集群运行计算密集型应用软件。NCSA计划要求项目第一阶段有256个计算节点,预计于2002年12月动工,所有计算节点都配有1000BaseSX千兆以太网( GE )。因此,NCSA面临的最大挑战是找到一个可靠地连接这些系统且有高水平的计算性能同时又节省成本的交换机/路由器。
“当我们看到这些数字时,我们遇到了一个大问题:它怎么让这么多交换机/路由器进行互连?” NCSA网络工程师帕特里克多恩说。 “真正吸引我们使用Force10的是单一机箱的端口密度以及线速性能。总之,其成本低、易管理、性能好。
“另外, Force10拥用我们今天需要的密度, ”多恩说。 “与其他厂商一样,它仍然在发展过程中。 ”
Force10 Network的E-系列支持每个机箱多达14个线路卡插槽,每线卡插槽48千兆以太网端口或4个万兆以太网端口,即每机箱共672千兆以太网端口或56万兆以太网端口。在TeraGrid集群的第一阶段,NCSA将安装一个满载4个万兆以太网端口和288个千兆以太网端口的Force10 E1200交换机/路由器。千兆以太网端口将连接Linux集群节点1000BaseSX千兆以太网( GE ); 万兆以太网端口连接10GBaseLR到Juniper T640核心路由器,Juniper T640核心路由器连接NCSA与TeraGrid背板。
让NCSA选择Force10 Networks的其他原因还包括E-Series’在所有端口以及L2和L3路由提供真正的线速性能。
“很多做广告的万兆以太网并没有线速性能,”多恩说。“他们要么没有背板连接,要么没有转发功能。而Force10就全部拥有这些功能。”
经几次科技创新,Force10在交换结构、背板、ASIC设计和系统控制平面达到了高水平性能。举例来说, E1200 系列EtherScale交换结构为每个线卡槽提供56.25千兆/秒的无阻塞带宽。高速、非光背板在业界第一个达到单一半机架交换机/路由器机箱内1.68 Tbps的交换容量。最后, EtherScale ASIC ,与每个线卡上先进的TCAM一起,为每个数据包提供可预见的线速转发,无论数量、类型、或穿过整个机箱的复杂功能。
NCSA的另一个重要要求是巨大的框架支持,其允许NCSA降低中断水平以及所需的CPU负载以快500 Mbps的速度传输数据。这意味着,每一个节点能够把所有的计算周期专用于 计算,而不是数据传输。
“ Force10满足了我们的要求,”多恩说。“它们有更长的使用寿命,这是一个惊人的成就。他们的反应能力已真正令人感动不已。”
为了支持在第二阶段计划,达到近1000节点,NCSA预计于2003年夏季开始实施计划,打算为其网络配置再增加四个E1200系统。当TeraGrid发展时,Force10系统的可扩展性给NCSA空间以双端口密度。
“就我个人而言, Force10 E1200也使我们能够创造绝对最好而成本又低的以太网交换机 ”多恩说。“我们的以太网基础设施将使我们的TeraGrid集群高性能的运作,而不是限制它。这是很大的一场胜战。 “
