分布式共享内存为用户提供了一个分布式机器集群上的共享内存模型,其为用户隐藏了机器之间通讯的细节从而增加了编程的便捷性和程序的可移植性。分布式共享内存的主要开销来源于其执行协议过程中产生的机器间通讯。随着最近网络设备的不断更新,机器间通讯的延迟已经降低至微秒水平,吞吐率也达到了百吉比特每秒的量级。这或许意味着机器间通讯的开销对分布式共享内存系统的实现影响将得到一定程度的改善。因此,本文致力于讨论在现有环境下分布式共享内存的可扩展性课题。本文首先构建了SNOP这一分布式共享内存框架,该框架同时具备可移植性强和模块化协议设计的特点。在可移植性方面,其为用户实现了基本的内存分配、线程管理、同步原语等接口。这些接口在签名上与多核环境中的接口基本保持一致,为用户进行程序编写和移植提供了便利。在实现这些接口的过程中,本文通过利用现有系统的内存布局和向链接器提供订制化的脚本保证了用户实现分布式共享内存框架上应用的透明性和便利性。在协议设计模块化方面,SNOP为设计者提供了易用的网络消息收发接口和可订制性强的消息模板。基于这一特点,本文首先在SNOP上实现了IVY系统中的分布式共享内存协议。随后,本文对SNOP框架中的实现进行了三方面优化。第一方面是为提高系统的整体执行效率,本文设计了一种新的分布式共享内存协议:基于广播的分布式共享内存协议,并实现在了SNOP框架上。第二方面的优化改善了协议的正确性和执行性能。本文首先讨论了基于广播的分布式共享内存协议中的正确性问题和协议停滞问题。针对解决这一问题所需要的顺序要求,本文提出了一种基于序列号的解决方法。为提高该方法的性能,本文进一步结合现有网络设备的特性,提出了该方法的改进方案。最后一方面的优化改善了同步原语的执行效率。根据对直接基于分布式共享内存的同步原语的性能分析,本文发现其实现将触发多次协议执行过程,从而影响了整体执行效率。基于这一发现,本文引入了同步管理器的概念,并通过其辅助,优化了同步原语的实现。最后,本文对SNOP框架的实现和优化进行了性能测试和分析。测试选取了两种不同的内存访问模式和三种不同类型的应用程序。本文从同步原语、协议性能和可扩展性三个方面出发,详细介绍了SNOP框架在不同场景下的表现。首先本文给出了不同的锁实现的性能比较。测试表明,SNOP提出的基于同步管理器的自旋锁实现相较于直接使用分布式共享内存实现减少了平均89微秒的执行时间。随后本文在不同的应用程序中对比了基于广播的分布式共享内存协议和IVY协议的执行性能,结果显示其最高可以减少33%的应用程序执行时间。最后,本文还通过三种不同类型的应用程序,对比了不同机器数量对它们性能的影响。这一测试表明了基于广播的分布式共享内存协议可以提高SNOP框架的整体可扩展性表现。