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集群技术发展到今天，集群节点间的互连技术对集群整体性能的影响越来越重要。MPICH作为广泛使用的集群通信函数库，集群网络的通信性能直接影响到MPI程序的运行效率。新型高性能RapidIO互连技术具有高带宽、低延迟、良好的扩展性等特点，将它应用到集群系统中可以改善集群的通信性能。为了能够在集群通信环境下使用RapidIO，MPICH需要提供针对RapidIO网络通信接口的消息传递通信环境，本文正是基于此目的进行分析和研究的。
本文首先对MPICH2的层次结构和建立在TCP网络通信协议上的MPI通信方法进行了深入的分析，并指出了使用TCP协议进行传输的缺点。在此基础上，基于流控制传输协议SCTP引入的多流传输的思想，以及RapidIO底层支持优先级传输的思想，对MPICH2的TCP实现进行改进。文中通过实现CH3层下的接口，设计并实现了一种基于RapidIO的MPI专用通信接口，建立了从MPICH到RapidIO的通信通道，并实现了基于优先级的三流并行传输通信机制。
本项研究根据传递消息的类型和消息长短确定消息的优先级，并将不同优先级的消息映射到不同的消息流上传输。在实现的过程中，为了使得长/短消息能够得到公平、及时的处理，将长消息分段传输，并对分段的长消息传输提出了主动提出请求-传递消息的改进方法，以减少长消息的响应时间，提高网络通信性能。
文中还进一步开发三维格点MC并行应用程序，实际运行证明采用基于优先级的多流传输机制和针对长消息传输时所作的改进等工作，能够提高MPICH的通信性能。
Freescale公司已将RapidIO互连技术应用于其开发的MPC8548E嵌入式系统中。本文通过在装有MPC8548E嵌入式系统机器上的实验结果表明，这种专用的MPI通信接口要比以太网模拟器性能提高，而且对于大数据量的通信，性能表现更好。