一种高效全自适应路由算法的构造框架

路由算法在大规模并行处理机 (MPP)系统中对互连网络通信性能和系统性能的发挥起着关键作用 .深入分析消息在网络中寻径特性 ,提出“最佳寻径网 (BNR)”概念 ,根据 BNR构造全自适应路由算法设计框架 ,并给出一类 Mesh网络基于 BNR的全自适应路由算法 BBFAM的设计 .性能分析表明 ,BBFAM是一类高效全自适应路由算法 ,从而证明 BNR构造框架对网络设计人员确能提供有效的路由算法设计指导 .     

一种高效全自适路由算法的构造框架

路由算法在大规模并行处理机（ＭＰＰ）系统中对互连网络通信性能和系统性能的发挥起着关键作用,深入分析消息在网络中寻径特性,提出“最佳寻径网（ＢＮＲ）”概念,根据ＢＮＲ构造全自适应路由算法设计框架,并给出一类Ｍｅｓｈ网络基于ＢＮＲ的全自适应路由算法ＢＢＦＡＭ的设计,性能分析表明,ＢＢＦＡＭ是一类高效全自适应路由算法,从而证明ＢＮＲ构造框架对网络设计人员确能提供有效的路由算法设计指导。     

浅谈互连网络的通信与wormhole寻径

并行处理机MPP由于其良好的可扩展性和联高性能价格比,已成为实现超高性能计算的重要支持工具。MPP系统性能的发挥极大程度上依赖于互连网络的通信性能,对于并行计算来说,寻径技术是至关重要的。互连网络中采用的寻径算法决定了消息在网络中如何选取路径,其性能对网络效率的发挥起着重要作用。该文以多机系统中的各种消息寻径方式概述为背景,着重讨论wormhole消息寻径方式。     

具有自适应性的star网络容错寻径策略研究

大规模并行处理机系统中寻径算法对互连网络的通信性能和系统性能起着至关重要的作用,而star互连网络作为超立方体网络的最好替代之一,其寻径问题的解决变得非常重要。在有条件的容错模型基础上,对寻径时的规则进行了研究,提出了一种基于自适应规则的容错寻径算法。对算法的正确性以及容错性进行了分析。经仿真实验证明了该算法具有较高的成功概率。在边失效独立的情况下,对star网络终端对间通信可靠性进行了分析,推导出了其约束下界,并给予了证明。     

基三分层网络中一种基于查表的确定路由算法

路由算法对互连网络的通信性能和并行系统性能的发挥起着重要作用。针对基三分层互连网络，提出一种基于查表的使消息沿两节点间近似最短路径传递的分布式确定路由算法TDRA。该算法充分利用基三分层互连网络的层次特性，其路由表中仅保存各节点的同族节点和部分组的路由信息，路由表所占存储空间小，路由效率高。     

BNR：最短路径无死锁全自适应路由算法的分析与设计工具

1 引言大规模并行计算机(MPP)系统性能的发挥极大程度上依赖于互连网络的通信性能,互连网络采用的路由算法决定了消息在网络中如何选取路径,其性能对网络效率的发挥起着重要作用,根据允许选择路径的不同,路由算法有最短路径和非最短路径以及确定性和自适应性之分,自适应又有部分自适应和完全     

超立方体互连网络自适应简捷盲寻径搜索算法

根据n-cube超立方体互连网络的并行特点，分析了任意当前结点相邻集合类的求解方法，并给出一种自适应优化盲寻径搜索算法，即通过任一当前结点的Hamming距离相邻测度，寻找从任一始发结点到目标结点的所有可能的自适应盲寻径优化算法．     

虫孔网络中的自适应路由算法

互连网络是大规模并行计算机的重要组成部分,路由算法是其中决定网络性能的重要因素,自适应路由算法视网络工作状态可以在源到目的结点之间存在的多条路径中选择合适的一条传送消息,因此选径的灵活性和通道利用率高,提高了网络效率,增强了网络容错能力。文中在直接网络结构基础上对采用虫孔路由的自适应算法进行讨论,给出了一个总结综述。     

基三分层网络中的受限多播路由算法

多播路由算法对互连网络的通信性能和多处理机系统性能的发挥起着重要作用。针对基三分层互连网络，在权衡性能、成本和实现的基础上，提出一种基于树的受限多播路由算法TRMA。该算法充分利用基三分层互连网络的层次特性和节点编码中所含的网络拓扑信息实现消息路由，算法设计简单，易于硬件实现。和其他基于树的多播路由算法相比，TRMA算法不需要源节点在发送消息前构建多播树,并将多播树的信息存放在消息中，大大降低了源节点的工作负载，提高整个系统的性能。通过仿真比较了TRMA和基于单播的多播路由算法，结果表明TRMA具有较低的网络延迟和较小的网络流量。     

基于InfiniBand的多链路mesh/torus大规模并行系统互连网络

在大规模并行系统中,系统级互连网络的设计至关重要.InfiniBand作为一种高性能交换式网络被广泛应用于大规模并行处理系统中.mesh/torus拓扑结构相较于目前普遍应用于InfiniBand网络的胖树拓扑结构拥有更好的性能与可扩展性.尽管如此,研究发现,用传统的mesh/torus拓扑结构构建InfiniBand互连网络存在诸多问题.分析了传统网络拓扑结构的缺陷,并提出了一种基于InfiniBand的多链路mesh/torus互连网络.这种改进型的拓扑结构通过充分利用交换机间的多链路可以获得比传统mesh/torus网络更高的带宽.另外,同时给出了与该网络拓扑结构相配套的高效路由算法.最后,通过网络仿真技术对提出的算法进行了评估,实验结果显示提出的路由算法相较于其他路由算法拥有更好的性能与可扩展性.     

A parallel implementation of Strassen’s matrix multiplication algorithm for wormhole-routed all-port 2D torus networks

A new parallel implementation of Strassen’s matrix multiplication algorithm is proposed for massively parallel supercomputers with 2D, all-port torus interconnection networks. The proposed algorithm employs a special conflict-free routing pattern for better scalability and is able to yield a performance rate very close to the theoretical bound for many practical network and matrix sizes. It effectively scales up to very large networks typically containing hundreds-of-thousands processors where petaflop or exaflop processing rates are sought.     

全互连立方体网络在并行处理系统中的应用

提出一种应用于大规模并行处理系统的结点度等于常数的递归多级分层互连网络 ,称为全互连立方体网络 (fully connected cubic network,FCCN) .FCCN具有可扩展性好、延伸性能好等优点 .一个 m- FCCN可以由 8个(m - 1) - FCCN递归得到 ,FCCN网络的结点度与网络的规模大小无关等于常数 4,网络的直径和平均结点距离都与结点数的立方根成正比 .提出 FCCN中的简单路由算法 .并将 FCCN互连网络结构在大规模光电混合处理系统中进行应用 ,通过实际计算结果证明 FCCN具有比较高的并行处理效率     

k-ary n-cube网络中高速开关TH-Switch的设计与路由算法

随着处理器速度的不断提高，互联网络逐渐成为限制网络并行计算系统性能发挥的主要瓶颈。本文中所介绍的ＴＨ－ＧＢＮｅｔ是基于动态ｃｒｏｓｓｂａｒ开关的可扩展高速互联网络。ＴＨ－ＧＢＮｅｔ系统以ＴＨ－Ｓｗｉｔｃｈ为基本开关单元，具有很强的扩展能力。其中的ＴＨ－Ｓｗｉｔｃｈ开关单元具有８个双向端口，单向的数据传输率能够达到１．０５６Ｇｂｐｓ。本文主要介绍了高速开关ＴＨ－Ｓｗｉｔｃｈ的结构及其在ｋ－ａｒｙ ｎ     

基于局部扭曲立方体的多播路由算法

局部扭曲立方体是一种新提出来用于并行计算的互联网络。经研究发现,局部扭曲立方体中已有最小路由算法存在着死锁。因此,在原有算法的基础上,提出了一种新的无死锁路由算法并给出了无死锁证明。利用将物理通道分成两条虚拟通道进而形成两个不相交的虚拟网络,将不同的点对之间的路由限定在某一个虚拟网络中,从而有效地避免了死锁的产生。同时,利用一个局部扭曲立方体可由两个低维子立文体和2-扭曲立方体构成这一性质,在局部的低维子立方体和2-扭曲立方体中均采用自适应路由,从而提高了算法的自适应性。在此基础上提出了一种多播路由算法。     

基三分层互连网络及其路由算法设计

从降低节点度、减少网络链路数和缩短网络直径的角度出发,提出一种新型的互连网络结构--基三分层互连网络,深入地研究了该网络的静态度量并和2-D Mesh做了相应的比较.针对基三分层互连网络提出了一种使消息沿两节点间确定路径传递的分布式确定路由算法DDRA.该算法充分利用基三分层互连网络的层次特性,不需要构建路由表,且算法实现简单,路由效率高,且易于硬件实现.     

Mesh网络耐故障虫孔路由

耐故障是互连网络设计中的一个重要问题。本文提出了一种新的耐故障路由算法，并将其应用于使用虫孔交换技术的Mesh网络。由于使用了较低的路由限制，这一算法具有很强的自适应性，可以在各种不同故障域的Mesh网络中保持路由的连通性和无死锁性；由于使用了最小限度的虚拟通道，这一算法所需的缓冲器资源很少，非常适宜构建低成本的耐故障互连网络；由于根据本地故障信息进行绕行故障节点的决策，这一算法的路由决策速度较快并且易于在互连网络中实现。最后网络仿真试验显示，这一算法具有良好的平滑降级使用的性能。     

LCFAA:一个低代价的完全自适应路由算法

大规模并行处理机系统（ＭＰＰ）中路由算法对互联网络通信性能和系统性能起着重要作用。自适应路由算法具有灵活性好、网络的通道利用率高和网络容错能力强等优点,但其实现难度较大,因而目前仅在少数ＭＰＰ系统中得以实现。文中在ｍｅｓｈ结构上提出了一个低代价无死锁的安全自适应最短虫孔路由算法ＬＣＦＡＡ,该算法所需虚通道数少,具有代价低、自适应性强的特点。文中证明了算法的无死锁、无活锁性和完全自适应性,并模拟验证     

蜂窝网格的单播路由算法

六角形蜂窝网格是一种具有良好网络拓扑性质的并行多处理机互连网络.蜂窝网格在某些特性上优于二维网格.不过,这种网络不存在单信道最短路径无死锁路由算法.文中针对该网络设计了两个部分自适应无死锁虫孔路由算法.一个是基于转弯模型单信道非最短路径路由算法,另一个则是采用了虚拟双信道的最短路径路由算法.对第二个算法,还进一步使用转弯模型对其改进.通过仿真实验,结果显示这两个路由算法都具有较好的性能.