IPv6-Kommunikation für Cluster ermöglicht

Wissenschaftler der Instituts für Informatik der Universität Potsdam haben in Zusammenarbeit mit Experten der Universität Jena einen wichtigen Fortschritt in der Nutzung des erweiterten Internet-Adressstandards IPv6 erzielt. Sie haben Kommunikationsbibliotheken nach dem Standard Message Passing Interface (MPI) auf IPv6 übertragen. „MPI ist ein Standard für den Datenaustausch, speziell in parallelen Anwendungen“, erklärt der wissenschaftliche Mitarbeiter Lars Schneidenbach im pressetext-Gespräch. Ein Einsatzgebiet ist die Kommunikation zwischen Cluster-Systemen, bei der größere Effizienz möglich wird.

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“, beschreibt Schneidenbach. Hier ermöglicht IPv6, dass jeder einzelne Rechenknoten eine eigene Internetadresse hat und somit direkt mit allen anderen Rechenknoten kommunizieren kann. Dadurch kann auf Verwaltungsprozesse verzichtet werden, sodass parallele Berechnungen insgesamt effizienter ablaufen.

Bei Verwendung der derzeit üblichen Internet-Adressen nach dem 32-Bit-Standard IPv4 hingegen kommunizieren Cluster miteinander häufig über nur eine öffentliche IP-Adresse. Die einzelnen Rechenknoten werden innerhalb der einzelnen Cluster über private Adressen angesprochen. Dies liegt nicht zuletzt daran, dass die Anzahl möglicher IPv4-Adressen auf etwa vier Mrd. begrenzt ist und die verfügbaren Adressen zuneige gehen – die Uni Potsdam zitiert Schätzungen von drei bis vier Jahren.

Andere Experten sehen die Lage noch nicht ganz so ernst, eine Umstellung auf den 128-Bit-Standard IPv6, der über 340 Sextillionen Internet-Adressen ermöglicht, gilt aber als letztendlich unausweichlich. Die Internet Corporation for Assigned Names and Numbers hat im Februar mit der Implementierung von IPv6 in Root-Server-Datenbanken (pressetext berichtete: http://www.pte.at/pte.mc?pte=080205027 ) 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.