IPv6-Kommunikation für Cluster ermöglicht

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Wissenschaftler des Instituts für Informatik der Universität Potsdam haben in Zusammenarbeit mit Experten der Universität Jena einen Fortschritt in der Nutzung des erweiterten Internet-Adressstandards IPv6 erzielt. Sie haben Kommunikations-Bibliotheken nach dem Standard ‘Message Passing Interface’ (MPI) auf IPv6 übertragen.

“MPI ist ein Standard für den Datenaustausch, speziell in parallelen Anwendungen”, sagte Lars Schneidenbach, Wissenschaftlicher Mitarbeiter der Uni Potsdam. Ein Einsatzgebiet sei die Kommunikation zwischen Cluster-Systemen, bei der eine größere Effizienz möglich werde.

Die 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 den Hauptanwendungsfall für MPI mit IPv6 derzeit im Einsatz mit mehreren Clustern”, so Schneidenbach. Hier ermögliche IPv6, dass jeder einzelne Rechenknoten eine eigene Internetadresse habe und somit direkt mit allen anderen Rechenknoten kommunizieren könne. Dadurch könne auf Verwaltungsprozesse verzichtet werden, so dass parallele Berechnungen insgesamt effizienter ablaufen.

Bei Verwendung der derzeit üblichen Internet-Adressen nach dem 32-Bit-Standard IPv4 kommunizieren Cluster hingegen miteinander häufig nur über 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 Milliarden begrenzt ist und die verfügbaren Adressen nach Schätzungen der Potsdamer Forscher in drei bis vier Jahren zuneige gehen.

Andere Experten sehen die Lage noch nicht ganz so ernst. Eine Umstellung auf den 128-Bit-Standard IPv6 gilt aber als letztendlich 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 diese Umstellung geschaffen. Die MPI-Umsetzung für IPv6 der Forscher ist nun ein wesentlicher Beitrag für das Hochleistungsrechnen und Cluster im neuen Adressraum.