IPv6-Kommunikation für Cluster ermöglicht

Wissenschaftler des Instituts für Informatik der Universität Potsdam haben in Zusammenarbeit mit Experten der Universität Jena Kommunikationsbibliotheken nach dem Standard Message Passing Interface (MPI) auf den erweiterten Internetadressstandard IPv6 übertragen. Dadurch soll die Effizienz der Kommunikation zwischen Cluster-Systemen erhöht werden.

Kommunikation nach dem MPI-Standard kommt bei parallelen Rechenprozessen auf unterschiedlichen Rechenkernen zum Einsatz – insbesondere dann, wenn sich diese in verschiedenen Computern befinden. „Wir sehen derzeit den Hauptanwendungsfall für MPI mit IPv6 für den Einsatz mit mehreren Clustern“, erklärt der wissenschaftliche Mitarbeiter Lars Schneidenbach. Hier ermögliche IPv6, dass jeder einzelne Rechenknoten eine eigene Internetadresse habe und somit direkt mit allen anderen Rechenknoten kommunizieren könne. Dadurch würden Verwaltungsprozesse überflüssig, sodass parallele Berechnungen insgesamt effizienter abliefen.

Bei Verwendung der derzeit üblichen Internetadressen nach dem 32-Bit-Standard IPv4 kommunizieren Cluster hingegen häufig nur über eine öffentliche IP-Adresse miteinander. Die einzelnen Rechenknoten werden innerhalb der einzelnen Cluster über private Adressen angesprochen. Das liegt nach Angaben der Universität Potsdam nicht zuletzt daran, dass die Anzahl möglicher IPv4-Adressen auf etwa vier Milliarden begrenzt ist und die verfügbaren Adressen schätzungsweise in drei bis vier Jahren zu Neige gehen. Auch wenn andere Experten die Lage noch nicht ganz so ernst sehen, gilt eine Umstellung auf den 128-Bit-Standard IPv6, der über 340 Sextillionen Internetadressen ermöglicht, als unausweichlich.

Die Internet Corporation for Assigned Names and Numbers (Icann) hat im Februar mit der Implementierung von IPv6 in Root-Server-Datenbanken eine wesentliche Voraussetzung für die Umstellung geschaffen. Die MPI-Umsetzung für IPv6 der deutschen Forscher ist nun ein wesentlicher Beitrag für Hochleistungsrechnen und Cluster im neuen Adressraum.