[HPC/net]Application-aware Congestion Mitigation forHigh-Performance Computing Systems

[2021-07-02]

地址:arxiv

大意:结合SC2020,和IPDPS20的两篇研究HPC应用和网络拥塞的文章,提出了一个框架,建模HPC应用的拥塞情况,然后根据探测的数据,对网络进行调整,从而加速训练

文章背景:又是Saurabh Jha小哥,他最近围绕超算网络特征做了一系列的工作

首先发现的三个规律

  1. 不同的HPC应用在不同的网络拥塞情况下,运行时间的变成差别很大
    (个人觉得可能是同步通讯和异步通讯导致的差异)

2.网络探测的数据可以用来评估HPC应用对延迟的敏感性

  1. HPC工作负载能够有效地估计延迟灵敏度
    顾虑有两个,1.HPC应用那么多,如何验证每个应用;2.一个延迟敏感的应用在整个生命周期内如何变化
    答:1. HPC环境中过少量应用占据过半时常,所以研究对象不必很多
    2.我们研究了两个同类型应用,发现他们在生命周期内流量变化是很稳定的

系统设计


系统设计

系统分为两大块,应用行为诊断模块和拥塞缓解模块
逻辑关系:
从网络中采取数据,获取的数据用ML模型来预测应用是否为延迟敏感,然后将结果反馈给控制网络的模块,拥塞缓解模块再来影响网络的状态。形成一个闭环。

问题,1.用的什么来监控网络数据,选的哪些参数来做为特征
2.应用行为诊断模块用的什么ML模型,开销是多少,
3.这个模块位于什么位置,server的话,是集中式还是全局分布式

答案:
1.用的什么来监控网络数据,选的哪些参数来做为特征?
没说,用的是自己家专门的监控的那一套东西,LDMS Performance API

网络拓扑:Cray Aries network+low-diameter Dragonfly topology

2.应用行为诊断模块用的什么ML模型,开销是多少,
答:三个内在联系的概率回归模型(???)
2.1 网络延迟模型
network performance counters (indicative of queuing delays),network topology, and compute-node endpoints

2.2 spatial &temporal aggregation 时空聚合??
没看到在干嘛,是要做在网聚合吗?

2.3 延迟敏感预测模型 -- 针对特定系统,不同的系统需要单独训练
消息传递时间和应用运行时长对应

3.拥塞缓解模块
AIMD,那基于IB的网络怎么办呢?
基于DCTCP,DCQCN

四、模块的具体分析

五、实验
一般效果比不过DCQCN,但是声称自己对应用比较好

六、相关工作

  1. 建模拥塞对HPC应用的影响
    有两篇很新的工作

  2. 控制速率对拥塞的缓解
    传统研究问题

3.在网机制
几篇包调度的工作来缓解拥塞对应用的作用

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