SimHost：一种适用于高性能计算（HPC）网络系统的轻量级端到端仿真框架

《ACM Transactions on Architecture and Code Optimization》：SimHost: A Lightweight End-to-End Simulation Framework for HPC Network Systems

随着高性能计算系统的规模和复杂性的持续增长，仿真已成为评估网络性能的关键工具，尤其是在无法使用真实硬件的情况下。然而，在大规模网络评估中快速、准确且低开销地实现仿真仍面临挑战。为此，我们提出SimHost，这是一个轻量级端到端离线仿真框架，支持灵活的通信和主机模型，适用于大规模网络仿真。实验表明，SimHost在应用完成时间上与真实测试床相比误差小于5.12%，同时在扩展到2048节点时仅产生7%的仿真运行开销。

　　

摘要

随着高性能计算（HPC）系统的规模和复杂性的不断增长，仿真已成为评估网络性能的关键工具，尤其是在无法使用真实硬件的情况下。然而，在大规模网络评估中快速获得高精度结果同时保持低开销仍然是一个重大挑战。为了解决这个问题，我们提出了SimHost，这是一个轻量级的端到端离线仿真框架，具有灵活的通信和主机模型，专为大规模网络仿真设计。SimHost无需实际或虚拟化的执行环境或硬件即可重放应用程序通信事件，能够准确还原真实应用程序执行过程中的消息传递和系统处理开销，从而提供与物理部署一致的评估结果。凭借其跨平台特性和离散事件设计，SimHost可以无缝集成到现有的仿真器中，只需进行最小程度的修改即可实现同步运行。评估和用例表明，SimHost的工作负载能够准确再现现实世界场景。实验结果显示，与测试平台相比，SimHost在应用程序完成时间上的误差不到5.12%；同时，在扩展到2048个节点时，仿真运行开销仅增加了7%。