Ermöglichung der parallelen Simulation großflächiger HPC-Netzwerksysteme

Mit der zunehmenden Komplexität der heutigen Hochleistungsrechnerarchitekturen (HPC) ist die Simulation zu einem unverzichtbaren Werkzeug geworden, um den Entwurfsraum von HPC-Systemen, insbesondere Netzwerken, zu erkunden. Um effektive Designentscheidungen zu treffen, müssen Simulationen dieser Systeme die folgenden Eigenschaften aufweisen: (1) hohe Genauigkeit und Treue, (2) zeitnahe Ergebnisproduktion und (3) die Fähigkeit, eine breite Palette von Netzwerklasten zu analysieren. Die meisten modernen HPC-Netzwerksimulationsframeworks sind jedoch in einem oder mehreren dieser Bereiche eingeschränkt. In dieser Arbeit präsentieren wir ein Simulationsframework zur Modellierung von zwei wichtigen Klassen von Netzwerken, die in den heutigen IBM- und Cray-Supercomputern verwendet werden: Torus- und Drachenfly-Netzwerke. Wir nutzen das Co-Design von Multi-Layer Exascale Storage Architecture (CODES) Simulationsframework, um diese Netzwerk-Topologien auf Flit-Ebene mit dem Rensselaer Optimistic Simulation System (ROSS) für paralleleereere Abfolge-Ereignisse zu simulieren. Unser Simulationsframework erfüllt alle Anforderungen einer praktischen Netzwerksimulation und kann Netzwerkdesignern bei der Erkundung des Entwurfsraums helfen. Erstens nutzt es validierte und detaillierte Flit-Ebenen-Netzwerkmodelle, um eine genaue und treue Netzwerksimulation zu bieten. Zweitens verwenden wir anstelle von seriellen zeitgestuften oder traditionellen konservativen diskreten Ereignissimulationen, die die Skalierbarkeit und Effizienz der Simulation einschränken, die optimistische Ereignisplanungskapazität von ROSS, um effiziente und skalierbare HPC-Netzwerksimulationen auf den heutigen Hochleistungs-Cluster-Systemen zu erreichen. Drittens bieten unsere Modelle Netzwerkdesignern die Wahl, eine breite Palette von Netzwerklasten zu simulieren, einschließlich HPC-Anwendungslasten unter Verwendung detaillierter Netzwerkaufzeichnungen, eine Fähigkeit, die selten in Verbindung mit hochgenauen Netzwerksimulationen angeboten wird.