Protocol design for high performance networking: a Myrinet experience

High speed networks are now providing incredible performance. Software evolution is slow and the old protocol stacks are no longer adequate for these kind of communication speeds. When bandwidth increases, the latency should decrease as much in order to keep the system balance. With the current network technology, the main bottleneck is most often the software that is the interface between the hardware and the user. We designed and implemented new transmission protocols, targeted to parallel computing, that squeeze the most out of a high speed network (Myrinet in this paper) without wasting time in system calls or memory copies, giving all the speed to the applications. This design is presented here as well as experimental results. We achieve Gigabit/s bandwidth and less than 5us latency on a cluster of PC workstations with inexpensive network hardware. Moreover, our results compare favorably with the expensive parallel computers or ATM LANs.Les réseaux haut-débits proposent maintenant des performances incroyables. L'évolution des logiciels est plus lente et les vieilles piles de protocoles ne sont plus adaptées. Lorsque la bande passante augmente, les latences doivent aussi diminuer pour maintenir un système équilibré. Avec les technologies actuelles de réseaux haut-débits, le goulot d'étranglement le plus courant est l'interface logicielle entre le matériel et l'utilisateur. Nous avons conçu et implémenté de nouveaux protocoles spécifiques, destinés au calcul parallèle, qui permettent d'obtenir des performances proches de celles du matériel (Myrinet dans notre étude). Ceci sans perdre de temps en appels systèmes ou recopies mémoires, laissant toutes les performances disponibles pour l'application. Nous présentons ici la conception et les résultats expérimentaux de l'implémentation réalisée. Nous atteignons un débit de 1Gbit/s avec une latence inférieure à 5$\mu$s sur une ferme de PC avec un réseau local d'un prix raisonnable. De plus, ces résultats de communication sont meilleurs que ceux des ordinateurs parallèles ou des stations reliées par un réseau ATM