基于P2P技术的电力系统分布式并行计算平台设计与实现易建波，黄琦，周丰（电子科技大学自动化工程学院，四川成都，610054）摘要：本文设计并实现了一个适用于电力系统分析的新的高效“超级计算机”。本文后续部分主要讨论平型分布式并行计算平台。该平台是应用P2P(Peer-to-Peer：台的总体设计、算法实现，包括通信平台搭建以对等计算)技术，以JXTA协议为支撑，利用网络上分散的及任务分割和数据传输方案。最后对一些算例进计算机作为并行计算节点，实现了分布式并行计算。通过行了仿真测试，结果表明该平台在性能上具有一任务分割和设计并实现高速的数据传输机制，使得该计算定的优势。平台具备了提供电力系统快速计算的功能，且该平台具有1计算网络结构简单的优点。利用该平台对几种典型数据的潮流计算P2P进行了测试，并与其他平台的性能进行了比较。结果表明：P2P技术主要指由硬件形成连接后的信息控本文平台数据通信速度快，计算能力强。制技术，其在大数据量数据运算、数据共享、计算机通信等方面有很强的技术优势。图１显示了关键词：P2P；JXTA；电力系统；分布式处理；并行计算基于P2P技术形成的虚拟网络和物理网络之间的联系。图中上半部分左边和右边的深色部分分别０引言代表在同一网关或者是在NAT掩盖下的物理网随着电力工业的不断发展和电力系统的自动络连接情况，在同一网段内各计算机之间可以依化程度不断提高，现代电力系统的运行与控制演靠TCP/IP协议进行数据的传输，而与网外的计算变成一个规模庞大的数据交换与信息处理的应用机之间通信则是依靠HTTP协议进行数据传输。工程。电力系统的运行与控制越来越依赖于计算图中下半部分是P2P技术虚拟的网络连接，它们机和计算机网络，大数据量的实时计算能力、快之间是应用JXTA协议实现的虚拟网络连接，通速安全的通信系统已经成为提高电力系统自动化过虚拟管道建立起计算机之间的通信层。JXTA能力的重要技术内容。是为P2P技术的应用提供服务和通信基础的一组在这一形势下，传统的集中数据处理必然受协议[5]，由六个核心协议组成，与操作系统和编到计算能力的瓶颈问题。在网络技术和计算技术程语言无关。使用这些协议，不必关心计算节点的不断取得突破的前提下，利用分布式并行计算在网络中所处的位置(在网络边缘或者防火墙的技术将网络上其他高性能的计算资源用于电力系后面)，也不需要集中的管理机构就可以实现特定统分析和计算成为解决这一技术难题的途径之的、分布式的、对等的计算网络[6]。一。如，电子科技大学自动化工程研究中心采用网格计算[1]（GridComputing）来为电力系统提供分布式监控和分布式并行计算服务[2][3]。其功能被集成于PSGrid®平台中[4]，采用网络中分散的计算节点来实现电力系统分布式数据的管理以及采用高性能节点来实现分布式并行计算。其分布式并行计算的性能达到了可以与MPI(MessagePassingInterface)相当的程度。然而,基于GLOBUS[5]的网格计算平台无法避免频繁启动网格服务，从而导致时间的额外消耗，而且平台规模庞大，不利于推广应用。本文拟采用P2P技术开发一种瘦核的分布式并行计算平台。在网络上采用P2P技术构造一种经济的、结构简单的、能够处理异构和分布计算图１P2P技术实现的虚拟网络连接12平台总体设计3设计的实现本文设计实现的总体目标是基于P2P技术构3.1平台基本功能实现建电力系统分布式并行计算平台。该平台具备数基于P2P技术的建立分布式并行计算平台，据互传、数值计算功能，将其扩展到分布式并行避免了用传统的TCP/IPSocket编程去实现一个计算应用领域，并通过一定措施有效缩短通信时计算节点时庞大的代码量，JXTA协议提供的开间、提高计算效率。发包屏蔽了许多网络底层的东西，开发人员能够首先，该平台能够将网络上可以提供计算资把更多的精力投入到应用层次的编写上。平台由源的计算机连接起来，形成虚拟的网络拓扑；其一个有计算需求的节点提出创建要求并通过网络次，该平台还要能够担负起虚拟网络内计算节点发出建立运算对等组通告。网络上计算机查询到间的通信任务；最后，该平台可以利用编程语言通告后，加入到计算对等组当中，作为一个计算扩展功能，完成分布式并行计算任务。节点，并且该节点也会保存和转发查询到的通告。本文所设计的基于P2P技术分布式并行计算这种机制使得网络上传递的通告数量瞬间急剧膨平台具有三层结构，如图2所示。最底层是硬件胀，结果是运算对等组中的计算节点数量很快就基础层，该层是由可连接网络的高性能计算机及会满足计算需求。计算机操作系统和JAVA虚拟机组成。由于本文计算节点在对等运算网络中被称作