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。     

PFR:一个基于平面的完全自适应路由器

互连网络路由器是ＭＰＰ系统的关键部件，其性能优劣直接影响系统性能。路由器根据其所采用的路由算法可分为确定性和自适应路由器两种，其中自适应路由器有灵活性好，网络的通道利用率高和网络容错能力强等优点，正逐步为新一代的ＭＰＰ系统所采用，但其工程实现难度较大。本文在ｍｅｓｈ结构上，采用虫孔路由切换技术，给出了一个可扩展性好，自适应性强的基于平面的完全自适应路由算法ＰＢＦＡＡ，并采用基于虚通道的综合流控策略     

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 .     

片上网络中面向报文有序传输的自适应路由算法研究

与确定性路由算法相比,自适应路由算法可以提高片上网络的通信性能,但是报文可能会无序到达。在目的节点对报文排序将会导致严重的面积和计算开销,甚至可能会抵消采用自适应路由算法带来的性能增益。为此,本文首先提出一种部分自适应路由算法,以满足报文的有序到达。然后,描述了对本文算法提供支持的路由器硬件结构。最后,在二维片上网络下对本文算法及确定性和自适应路由算法进行了性能评估和比较。与XY算法相比,本文算法显著降低了报文延时,提升了饱和点。同时讨论了对路由器面积和功耗影响。虽然路由器的功耗有所上升,但是由于报文交付性能提升,因此每个flit的能耗增长可忽略不计。     

一个2D-Mesh路由器模型系统

自适应路由器是ＭＰＰ研究领域中的一个重要研究课题。本文实现了一个路由器模型系统,介绍了几种自适应无死锁路由算法,并利用模型系统对路由算法进行了测试。     

支持确定性/自适应路由的低延迟片上路由器设计

自适应路由可以有效地提高片上网络性能,却导致网络中的数据传输乱序.设计了一个两级流水虚拟通道虫孔交换路由器,通过修改数据包的标记位和路由计算单元,使路由器支持确定性和自适应路由算法,简化了数据传输乱序问题;同时,将流经路由器的数据流分为东西和南北2个部分;在此基础上从经典的部分自适应路由出发,增加虚拟通道允许原本禁止的转向,实现了无死锁的自适应路由,并降低了网络延迟与硬件开销.     

分布式控制平面: 并行BGP路由计算自适应负载均衡算法

下一代互联网高度可扩展支持服务动态部署.越来越多延时和抖动敏感服务(如IPTV、VoIP等)的应用对BGP路由计算的性能提出了更高的需求.路由器采用分布式控制平面和实现并行BGP路由计算克服集中控制平面的性能瓶颈是解决这个问题的有效途径.但现有并行BGP路由计算方案因负载均衡性能差影响了系统的并行性能.文中基于Hashing技术提出了并行BGP路由计算自适应负载均衡模型.通过在线统计路由更新设计了自适应负载均衡算法P-AP(Prediction-based Adaptive Partition),自适应地动态调整路由更新在处理节点间的分配.最后设计和实现了原型系统,并利用Route Views 收集的BGP Update数据进行实验.实验结果表明,P-AP算法具有负载均衡性能好、负载调整频率小和路由计算加速性能好等特点,能够有效地提高并行BGP路由计算性能.     

二维环网中基于自适应维度气泡路由的组播算法

介绍了一种称为二维环网维度气泡组播路由(2DTDBMR)的新型算法.基于在一套网络中,采用相同的路由策略支持报文的单播操作和组播操作的思想,在二维环网中,基于TADBR自适应路由,设计实现了2DTDBMR组播算法.该组播算法在路由器中实现了多目标路由以及报文复制,而且算法是无死锁的.通过对二维环网中报文所有可能的路由情况进行分析发现当采用2DTDBMR组播算法时,报文最终都可以到达目标点.最后,在自行设计的模拟工具RingNetSim上实现了2DTDBMR组播算法.在RingNetSim上分析了2DTDBMR算法的性能,结果显示环网维度气泡组播算法的性能优异.     

基于2DMesh拓扑结构的NoC模拟器设计

片上网络模拟器的设计涉及到片上网络的拓扑结构、路由器结构、路由算法、性能分析等诸多方面。从NoC模拟器设计的角度,研究并讨论模拟器所采用的拓扑结构,路由器结构及数据包格式。介绍拓扑结构模拟、IP核模拟、路由模拟,并且用面向对象语言C＋＋实现一个NoC模拟器系统。     

二维Mesh结构的片上网络中利用全局信息的路由算法

针对目前片上网络自适应路由算法中存在的不足,对二维mesh结构进行分析和推导,提出一种基于全局信息的片上网络路由算法.首先计算路由关键区域各个节点的权重并将其存储在中央控制器中,然后由中央控制器计算各个节点的路由表,最后定时更新各个路由器节点的路由表.采用实际benchmark测试,并与传统的维序路由算法、贪心自适应算法相比的结果表明,该算法分别能平均减少32%,18%的延迟.     

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     

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     

BWR——带缓冲的虫孔路由技术

MPP互联网中通常使用虫孔路由WR（Wormhole Routing)交换技术来提高网络性能,采用该技术,每个结点所需的通信缓冲小;并且当消息长度远远大于微片长度时,消息的传输延迟时间与传输距离无关。但WR技术也具有容易阻塞和产生刹车问题的缺点。该文在WR技术的基础上,提出了带缓冲的虫孔路由BWR（Buffered Wormhole Routing)交换技术,并对采用BWR技术的k-ary n-mesh的消息平均传输延迟进行理论分析与模型模拟。结果均表明BWR技术可以较好地解决WR技术带来的问题,可以较好地提高网络的性能。     

虚网叠加构造自适应路由算法的有效框架

大规模并行处理机系统中路由算法对互联网络通信性能和系统性起着重要作用。     

流水通道--一种高速的MPP系统互连

传统大规模并行处理机系统中的互连网络及路由器在强同步方式下工作，相邻部由器间消息的传送必须保证一个周有完成，系统互连长度成为影响网络主频的重要因素，同时也限制了系统的可扩展性，采用流水通道可在一条通道上同时传送多个数据，使得网络的主频独立于线的长度，提高了网络的传输速率，本文介绍了一这思想，并对流水通道互连网络的实现技术进行了研究，着重阐述了源同步传输，切换技术，流控策略等几个关键技术问题。     

采用泛播路由构建高效中继路由系统

中继路由系统由一组中继路由器组成,为不能交换路由信息的路由域提供中继路由.该系统的关键是为路由域配置恰当的中继路由器.为所有中继路由器分配一个泛播地址,将它们当作一个逻辑节点,借助泛播路由以最短路径到达该逻辑节点.此外,采用源路由的方法将数据报文路由至中继路由器.基于泛播的中继路由系统实现了中继路由的自动配置,提高了中继路由的性能和可靠性,并且与现有网络系统兼容,实施代价很小.     

Compressionless wormhole routing: an analysis for hypercube with virtual channels

Several recent studies have shown that adaptive routing algorithms based on deadlock recovery have superior performance characteristics than those based on deadlock avoidance. Most of these studies, however, have relied on software simulation due to the lack of analytical modelling tools. In an effort towards filling this gap, this paper presents a new analytical model of compressionless routing in wormhole-routed hypercubes. This routing algorithm exploits the tight coupling between wormhole routers for flow control to detect and recover from potential deadlock situations. The advantages of compressionless routing include deadlock-free adaptive routing with no extra virtual channels, simple router design, and order-preserving message transmission. The proposed analytical model computes message latency by determining the message transmission time, blocking delay at each router, multiplexing delay at each network channel, and waiting time in the source before entering the network. The validity of the model is demonstrated by comparing analytical results with those obtained through simulation experiments.     

Fuzzy-based Adaptive Routing Algorithm for Networks-on-Chip

In this paper, we propose two adaptive routing algorithms to alleviate congestion in the network. In the first algorithm, the routing decision is assisted by the number of occupied buffer slots at the corresponding input buffer of the next router and the congestion level of that router. Although this algorithm performs better than the conventional method, DyXY, in some cases the proposed algorithm leads to non-optimal decisions. Fuzzy controllers compensate for ambiguities in the data by giving a level of confidence rather than declaring the data simply true or false. To make a better routing decision, we propose an adaptive routing algorithm based on fuzzy logic for Networks-on-chip where the routing path is determined based on the current condition of the network. The proposed algorithm avoids congestion by distributing traffic over the routers that are less congested or have a spare capacity. The output of the fuzzy controller is the congestion level, so that at each router, the neighboring router with the lowest congestion value is chosen for routing a packet. To evaluate the proposed routing method, we use two multimedia applications and two synthetic traffic profiles. The experimental results show that the fuzzy-based routing scheme improves the performance over the DyXY routing algorithm by up to 25% with a negligible hardware overhead.