超并行处理(Hyper Parallel Processing,HPP)体系结构是国家智能计算机研究开发中心提出的一种新的面向千万亿次计算的超级计算机体系结构.它在保持了系统较高的扩展性的同时,从硬件层面上实现了全局共享物理内存,支持了基于共享存储的编程模型.由于大量的商业应用和网络服务是在传统以太网模式下基于TCP/IP协议构建的,因此研f究HPP体系结构下的TCP/IP协议支持成为HPP体系结构研究中的一个重要的问题. 本文主要研究在HPP体系结构下实现TCP/IP支持的关键技术.针对HPP体系结构下无通信协处理器的难点,设计了基于共享内存的消息传递协议--MemoryCom.通过分析通信协处理器在网络通信过程中起到的作用,采用软件虚拟化的方法,模拟实现了通信协处理器的部分功能,解决了无通信协处理器环境下消息传递系统实现的关键问题.怍根据TCP/IP协议实现的特点,以简化底层通信协议流程,精简底层协议开销为目标,设计了底层通信协议. 本文分析了影响MemoryCom底层通信协议性能的一些关键因素,就主动探询机制、通信机制、通信缓冲区组织策略,提出了三种性能优化策略.通过稀疏Tasklet探询技术,减少系统空探询的次数,降低系统通信延迟;通过流水拷贝通信技术,平衡了小消息延迟与大消息带宽;通过分布式发送方缓冲技术,有效利用了平台Cache特性,进一步提高了通信带宽. 基于HPP模拟平台,本文设计并实现了HPP体系结构下TCP/IP支持系统--lethernet.利用HPP系统底层硬件提供的全局物理地址统一编址并共享内存的特性,封装实现了基于共享内存的MemoryCom通信协议,并在MemoryCom协议基础上实现了虚拟的以太网接口驱动,向上层操作系统提供TCP/IP协议支持. 本文对Methernet系统进行了性能测试与分析,验证了性能优化技术的有效性.实验表明,Methemet系统实现了透明、高效的支持用户级TCP/IP应用的目标.在HPP模拟器上的Methernet的系统的通信延迟为496ns,通信带宽为9.4Gb/s,基于Methernet底通信的用户空间TCP/IP性能也达到了通信延迟4.2μs,通信带宽6.2Gb/s.