故障超立方体网络中的路由算法

针对超立方体结构的多处理机系统中存在故障的情况,提出了一个应用于超立方体网络的容错路由算法。该容错路由算法是基于局部信息的,只需要知道邻节点的状态,而无需知道整个网络的运行情况。对于给定的源节点和目的节点,路由算法均能够找到一条最优通路,并且可以预防死锁。模拟实验结果表明,路由算法所构造的路径长度接近于两个节点之间的最优路径长度。     

超立方体网络下的自适应容错路由研究*

针对超立方体结构的多处理机系统出现故障的问题,对容错超立方体网络的局部连通性进行了研究。根据局部连通性的特点定义了相邻节点集合类的概念,提出并证明了求解两类相邻节点集合的公式。给出了满足任意子连通性条件的超立方体网络的自适应容错路由算法。该算法是分布式和基于局部信息的,可以预防死锁。仿真实验的结果表明算法是高效的,且构建的路径长度接近于最优路径长度。     

基于NPV广义超立方体最佳容错路由算法

在网络可靠性研究中,设计较好的容错路由策略、尽可能多地记录系统中最优通路信息,一直是一项重要的研究工作.超立方体系统的容错路由算法分为可回溯算法和无回溯算法.一般说来,可回溯算法的优点是容错能力强:只要消息的源节点和目的节点有通路,该算法就能够找到把消息传递到目的地的路径;其缺点是在很多情况下传递路径不能按实际存在的最短路径传递.其代表是深度优先搜索(DFS)算法.无回溯算法是近几年人们比较关注的算法.该算法通过记录各邻接节点的故障信息,给路由算法以启发信息,使消息尽可能按实际存在的最短路径传递.这些算法的共同缺点是只能计算出Hamming距离不超过n的路由.在n维超立方体系统连通图中,如果系统存在大量的故障,不少节点对之间的最短路径大于n,因此,这些算法的容错能力差.提出了一个实例说明采用上述算法将遗失60%的路由信息.另外,由于超立方体的结构严格,实际中的真正超立方体系统不多.事实上,不少的网络系统可转换为具有大量错误节点和错误边的超立方体系统.因此,研究能适应具有大量错误节点和错误边的超立方体系统的容错路由算法是一个很有实际价值的工作.研究探讨了:(1) 定义广义超立方体系统;(2) 在超立方体系统中提出了节点通路向量(NPV)概念及其计算规则;(3) 提出了中转点技术,使得求NPV的计算复杂度降低到O(n);(4) 提出了基于NPV的广义超立方体系统最佳容错路由算法(OFTRS),该算法是一种分布式的和基于相邻节点信息的算法.由于NPV记录了超立方体系统全部最优通路和次最优通路的信息,在具有大量故障的情况下,它不会遗漏任何一条最优通路和次最优通路信息,从而实现了高效的容错路由.在这一点上,它优于其他算法.     

具有大量错误结点的超立方体网络中的高效路由算法的设计与讨论

该文提出了容错超立方体网络的一个很自然的机关报概念;局部连通性;讨论了两种类型的局部连通性;大局中部k-维子立方体连通性和局部子立方体连通性;一个局部连通的超立方体网络可容许大量错误结点且能确保超立方体网络是全局连通的;给出了满足局部连通性条件的超立方体网络中的几个高效的容错路由算法,文中的容错路由算法是分布式的和基于局部信息的,因而具有很强的实际意义。     

超立方体多处理机系统中基于扩展安全向量的容错路由

针对超立方体结构的多处理机系统中存在链路故障的情况,修改了吴杰提出的安全向量的概念,提出了扩展安全向量的概念,并给出了一个基于扩展安全向量的容错路由算法,与基于安全向量的路由算法相比,基于扩展安全向量的路由算法搜索最优通路的能力有了非常大的提高,即使故障数较多时,它仍能保证把绝大多数源、目的节点间有最优通路和消息沿最优通路传递。超立方体结构中各节点扩展安全向量的赋值可以通过ｎ－１轮邻接点的信息交换     

基于局部扭曲立方体的单播容错路由算法

对n维局部扭曲立方体存在节点故障时,提出了一种基于节点安全级概念的单播容错路由算法。该算法除了考虑邻接节点的安全状况外,还充分利用了局部扭曲立方体自身特有的结构,使得信息尽可能沿最优路径传递。通过模拟仿真实验可知,算法具有较高的容错能力。当故障节点的数目达到或超过一半时,算法仍能保持一个相当高的容错路由成功率,且算法所选路径在多数情况下是最优路径。     

具有混合故障广义超立方体中的容错路由

针对广义超立方体网络中的同时具有大量结点和链路故障模式,提出了两类新的局部连通性概念。在这两类局部连通性概念的基础上给出了两个广义超立方体网络的分布式容错路由算法。基于两类新的局部连通性概念的广义超立方体网络容错路由算法与基于局部连通性的广义超立方体网络容错路由容错路由算法相比较,新算法提高了容错能力。     

用最优通路矩阵实现超立方体多处理机系统的容错路由

针对拓扑结构为超立方体的多处理机系统提出了最优通路矩阵（ＯＰＭ）的概念,并约出了一个基于最优通路矩阵的路由算法。存储于超产方体各节点中的最优通路矩阵记录系统中的故障信息,用于判定消息的源节点和目的节点之间是否存在最优通路（长度等于两节点间Ｈａｍｍｉｎｇ距离的通路）。对于ｎ维超方立体,每个节点所需的存储开销为ｎ＾２个字,基于最优通路矩阵的路由算法所选的通路的长度不超过两点间的Ｈａｍｍｉｎｇ距离加２。     

基于LIP和RSC的超立方体网络单播容错路由算法*

基于LIP和RSC的概念,提出了一个有效的超立方体网络单播容错路由算法.该算法不仅能容纳指数级的错误节点,而且算法效率也很高.     

交换超立方体网络容错路由研究

为了研究交换超立方体网络容错路由问题,引入了相邻结点集合类的概念,提出了相邻结点集的求解公式。对于满足任意子连通性条件的交换超立方体网络,给出了基于相邻结点集合类的自适应容错路由算法及算法的步长上界。仿真实验结果表明算法是有效的。     

Mesh网络路由算法容错性的概率分析

该文基于k-Mesh子网的概念提出了两个简单的基于局部信息和分布式的Mesh网络容错路由算法，并对其容错性进行概率分析；在每个结点具有独立的出错概率的假设条件下，推导出路由算法成功返回由正确结点组成的路径的概率．该文运用严格的数学推理，证明了Mesh网络结点出错概率只要控制在1．87％以内，则对于多达几十万个结点的Mesh网络，提出的路由算法具有99％的概率确保找到正确结点组成的路径．路由算法的时间复杂性是线性的．模拟结果表明路由算法所构造的路由路径长度非常接近于两结点之间的最优路径长度．     

在3D-Mesh网络中的两种路由研究

在研究并行计算机系统容错时,路由算法是一个极为重要的研究课题。主要研究的是自适应路由算法和确定性路由算法在3D-Mesh网络上的性能。在每个结点具有独立的出错概率的模型下,提出的方法使得能够严格地推导出路由算法的成功概率,从而能够对算法进行分析和比较。研究结果表明,自适应路由算法具有明显的优势。一方面,自适应路由算法基于局部信息而变得高效;另一方面,自适应路由算法对于结点出错和网络规模具有更好的健壮性,而使其具有更高的成功概率。     

基于最优Path的Ad Hoc网络地理路由算法

对基于地理信息的自组网路由中的凹节点问题做了分析,并提出了一种新的解决方案——PGA算法及其改进算法.算法采用了最优Path的思想,在Path构造、基于Path的最优寻路、路由恢复等多个方面都应用了最优Path的概念,较好地解决了凹节点的问题.通过证明,该算法具有无环性,从而实现了基于局部路由信息的无状态路由,展示了算法的可扩展性和易维护性.实验表明,即使在大型网络中,算法依然可以保持很高的报文投递率、较短的路径长度、可接受的路由表大小及可控的协议带宽开销,同时该路由算法在动态环境中具有较强的鲁棒性.     

基于信息空间划分的高效发布订阅路由技术

在大规模的基于内容发布订阅系统中,路由效率是影响系统性能的关键因素.本文在基于K-D树划分信息空间方法实现内容发布订阅系统的基础上,利用K-D树的索引机制,实现了面向扁平网络的应用层分级路由算法Spanhop.该算法机制减少了应用层路由跳,将路由效率提高到O(lnN).进一步,针对路由算法中应用层和网络层相邻关系不一致的问题,采用GNP(Global Network Position)空间与ESPN(Evem Space Partition Network)空间建立映射关系并在代理网络中维护GNP坐标索引的方法,支持应用层代理基于网络层的相邻关系搜索并选择下一跳路由.该方法减少了Spanhop路由过程中消息在网络层的实际转发路径和响应时间,在低维护代价条件下,提高了路由的效率.算法性能分析表明,上述方法解决了基于信息空间划分的内容发布/订阅系统的路由效率问题.     

基于回溯机制的互联网AS拓扑的Betweenness算法

Betweenness能够刻画节点或边在网络中的重要程度．在Internet中，Betweenness直接反应了特定网络拓扑结构下节点或链路可能承载的网络流量，能够对网络的动态行为进行预测．但传统的Betweenness计算复杂度较高，为O（n^3），但这些算法是为加权网络设计的，而很多实际的网络模型并没有考虑权重．另一方面，目前的算法都没有考虑边的语义，而互联网AS（autonomous system）拓扑中的边具有语义．针对简单无权网络提出一种基于回溯的时间复杂度为O（nm）的Betweenness计算方法．在进一步考虑Internet AS拓扑的特殊性，即任意两个相连的AS都具有某种商业关系的基础上提出了互联网AS层拓扑的Betweenness计算方法．     

Load-balanced short-path routing in wireless networks

We study routing algorithms on wireless networks that use only short paths, for minimizing latency, and achieve good load balance, for balancing the energy use. We consider the special case when all the nodes are located in a narrow strip with width at most /spl radic/3/2 /spl ap/ 0.86 times the communication radius. We present algorithms that achieve good performance in terms of both measures simultaneously. In particular, the routing path is at most four times the shortest path length and the maximum load on any node is at most three times that of the most load-balanced algorithm without path-length constraint. In addition, our routing algorithms make routing decisions by only local information and, as a consequence, are more adaptive to topology changes due to dynamic node insertions/deletions or due to mobility.     

点对点网络容错路由算法的路径长度分析

用概率性分析方法 ,研究了在结点错误概率性分布的情形下超立方体网络点对点容错路由算法的路径长度 ,得出了算法的路径长度期望值 ,分析表明 :对于结点错误概率 p≤ 10时 ,源点 U到终点 V所在的 k维子立方体的路径长度期望值不超过 1.11* h,比以往通常的长度分析结果 2 * h小得多 .提出一种改进的算法并证明这一新算法所构造的路径长度的期望值不大于 1.11h- 0 .11k 2 ,这大大改进了以前的路径 2 h k 2 ,其中 h为 U与 V的 Ham ming距离 .     

一种基于改进快速搜索随机树算法的管路自动布局方法

针对非正交管路自动布局问题,提出一种基于障碍物碰撞信息的快速搜索随机树 改进算法。该算法主要采用基于碰撞信息的节点扩展策略、快速绕障算法以及基于概率思想的 节点扩展策略3 种方法进行改进,能够在较短的时间内搜索出一条沿结构件表面从起点到终点 的路径,在此基础上采用基于关键节点的路径优化策略,对求解得到的布局路径进行优化后形 成最终的管路布局结果。开发了原型系统,通过实例验证了该算法的可行性。     

超立方体多处理机系统中基于扩展最优通路矩阵的容错路由

该文在高峰等文章的基础上，提出了针对超立方体结构多处理机系统的扩展最优通路矩阵（Extended Optimal Path Matrices,EOPMs）的概念，并给出了一个建立EIPMs的算法和基于EOPMs的容错路由算法，证明了基于EOPMs的容错路由算法是基于扩展安全向量（ESVs）^[13]和基于最优通路矩阵（OPMs)^[14]容错路由算法的扩展，与原文相比，该算法的存储开销与OPMs,相同，但记录的最优通路的信息，包含了原文所记录的最优通路的信息，使搜索最优通路的能力比它们有进一步的提高。