Network Monitoring

Das Nervensystem des Clusters im Blick: Echtzeit-Überwachung von Durchsatz und Latenz im High-Speed-Fabric.

Sicherung der Inter-Knoten-Kommunikation

In einem HPC-Cluster ist das Netzwerk die kritischste Ressource für die Skalierbarkeit. Network Monitoring im Jahr 2026 bedeutet die lückenlose Verfolgung von Datenströmen über Technologien wie InfiniBand NDR oder 400G Ethernet. Da moderne MPI-Applikationen extrem empfindlich auf Jitter und Paketverluste reagieren, ist eine proaktive Überwachung der Port-Counter und Switch-Auslastungen essenziell, um Kommunikations-Flaschenhälse zu eliminieren, bevor sie die Rechenleistung drosseln.

Zentrale Monitoring-Aspekte

Throughput
Traffic-Analyse

Überwachung der Bandbreitennutzung pro Link und Identifikation von "Elephant Flows", die das Netzwerk sättigen.

Latency
Latenz-Tracking

Messung der Punkt-zu-Punkt Verzögerung im Nanosekundenbereich zur Sicherstellung einer synchronen Prozess-Kommunikation.

Reliability
Error Counters

Echtzeit-Erfassung von CRC-Fehlern und Paketverlusten zur Lokalisierung defekter Kabel oder Transceiver.

Fabric-Topologie & Staukontrolle

Die Überwachung muss die physikalische Struktur des Netzwerks (z.B. Fat-Tree oder Dragonfly) verstehen:

  • Congestion Management: Identifikation von Switches, an denen sich Datenpakete stauen (Buffer Occupancy).
  • Adaptive Routing Checks: Verifizierung, ob die Hardware den Verkehr effizient über alternative Pfade umleitet.
  • In-Band Telemetry: Nutzung von Header-Daten zur Verfolgung des exakten Pfades einzelner Datenpakete durch das Fabric.

Diagnose-Matrix für HPC-Netzwerke

Symptom Monitoring-Indikator Mögliche Ursache
Hoher Jitter in MPI-Barrieren Variierende Paket-Latenzen Netzwerk-Überlastung durch Hintergrund-Storage-Traffic.
Plötzlicher Durchsatzeinbruch Anstieg der Retransmissions / CRC Errors Defekter SFP+ Port oder geknicktes Glasfaserkabel.
Ungleichmäßige Lastverteilung Einseitige Switch-Auslastung Fehlkonfiguration im statischen Routing-Algorithmus.
Partition Unreachable Subnet Manager Alerts Ausfall eines Leaf- oder Spine-Switches im Fabric.

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