三维Mesh网络容错路由算法及其概率分析

基于三维Mesh网络中k-Mesh子网连通的概念提出一个简单的基于局部信息和分布式的容错路由算法，并对其容错性进行概率分析．假设每个结点具有独立的出错概率，推导出路由算法成功返回由正确结点组成的路径的概率,结果表明即使三维Mesh网络上非常简单的路由算法也有相当高的成功概率．算法的时间复杂性是线性的,所构造的路由路径长度非常接近两点间的最优路径长度．另外，基于k-Mesh子网容错模型提出的容错路由算法是基于局部信息的和分布式的，因而具有很好的实际意义．     

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．     

基于子网的三维Mesh网络容错广播路由算法

在并行计算机系统中,广播通信是极为重要的通信模式之一。该文基于k-Mesh子网(子立方体)连通的概念提出一个基于局部信息和分布式的三维Mesh网络容错广播路由算法。该算法利用邻结点的状态信息,动态地构建以单个k-Mesh子网为结点的广播树,该广播树能容忍相当多的结点出错。模拟结果表明广播路由算法的广播时间步接近最优的。该算法只要求结点知道它的邻结点的状态,而无需知道整个网络状态信息,也就是说,这些算法是基于局部信息的,因而具有很好的实际意义。     

局部子立方体连通的超立方体网络容错路由算法和概率分析研究

In this paper, first we analyze and give opinions of fault tolerant routing and probabilistic analysis. Then,on the basis of locally subcube-connected hypercube networks, we put forward some ideas to develop efficient fault tolerant routing algorithms and powerful probabilistic analysis techniques to study fault tolerant models and the corre-sponding routing algorithms, which is of great importance to the research of parallel computer interconnection net-works.     

Torus网络中容错路由算法的设计与概率分析

基于k-Torus子网的概念提出了一个简单的Torus网络容错路由算法。假设结点出错相互独立,计算出路由算法成功路由的概率。对于几十万个结点以上的Torus网络,提出的路由算法构造通路的概率可达99%,且所提出的路由算法具有线性的特点。     

点对点网络容错路由算法的概率分析

基于网络中结点错误概率 ,提出一种新的概率分析方法 ,对网络中点对点的路由算法的容错性概率、路径长度、算法复杂性进行严格的推导 .以超立方体网络为分析的网络拓扑 ,提出在其上的一个路由算法 .分析表明 :在所有实际规模的超立方体网络中 (其结点数可以高达十亿个 ) ,在相当大的结点出错概率 (可高达 8% )的情况下 ,路由算法可达到 99.9%的成功概率     

Mesh跳步容错路由算法

随着芯片集成度的提高,基于片上系统[1]（SoC）的片上网络（NoC）已成为芯片设计的重点。随着IP核的增多,节点和链路的故障率大大增加,这就使得运用容错以提高系统的可靠性成为NoC的设计重点。本文在对传统NoC容错技术的基础上,基于2D-Mesh拓扑结构,提出一种基于转弯模型（Turn Model）的跳步容错算法（Hop-Fault-Tolerant,HFT）,并在OPNET仿真平台对其进行仿真和性能分析。     

故障三维Mesh网络中的容错路由

该文在k—Mesh子网连通概念的基础上提出了三维Mesh网络中局部k—Mesh子网弱连通的概念,证明了局部k—Mesh子网弱连通的三维Mesh网络存在全局连通性。基于局部k—Mesh子网弱连通的三维Mesh网络提出了单播、广播容错路由算法。这些算法提高了容错能力且是基于局部信息的,因而具有很好的实际意义。     

故障三维Mesh网络中的容错路由

该文在k—Mesh子网连通概念的基础上提出了三维Mesh网络中局部k—Mesh子网弱连通的概念,证明了局部k—Mesh子网弱连通的三维Mesh网络存在全局连通性。基于局部k—Mesh子网弱连通的三维Mesh网络提出了单播、广播容错路由算法。这些算法提高了容错能力且是基于局部信息的,因而具有很好的实际意义。     

网络容错路由算法概率分析的一种新的方法

该文提出了一种新的概率分析方法来研究在给定结点错误概率的情况下超立方体网络强容错路由算法的容错性的概率。针对文中提出的基于新的局部连通性网络容错模型的高效的强容错路由算法犤1犦,该文首次严格证明了一个具有1024个结点的10维超立方体网络能够容许多达4.7%的错误结点而具有99%的概率确保找到正确结点组成的路径,而如果结点的错误概率不超过0.1%,则所有实际规模的超立方体网络能够具有99.9%的概率确保找到正确结点组成的路径。该算法的时间性能是最优的,且该算法构造的路径的长度不超过源结点和目的结点之间海明距离的两倍加上一个很小的常数。     

3-维Mesh网络容错性的概率分析研究

Mesh network is very popualr and important topological structure in parallel computing. In this paper,we focus on the fault tolerance of 3-dimensional mesh. We use the probability model to analyze the fault tolerance of mesh. To simplify our analysis, we assume the failure probability of each node is independent. We partition a 3-dimensional mesh into smaller submeshes and compute the probability with which each submesh satisfies the condition we define. If each submesh satisfies the condition, then the whole mesh is connected. We then compute the probability that a 3-dimensional mesh is connected assuming each node has a failure probability p. We use mathematical methods to derive a relationship between network node failure probability and network connectivity probability. Our simulations show that 3-dimensional mesh networks can remain connected with very high probability in practice. For example, the paper formally proves that when the network node failure probability is bounded by 0.05%, 3-dimensional mesh network of more than two hundred thousand nodes remain connected with probability larger than 99%. Theoretical and experimental results show that our method is powderful technique to calculate the lower bound of the connectivity probability of mesh network.     

一种基于单播的大规模Mesh网络容错多播路由新算法

本文基于k-Mesh子网连通的概念提出一种基于局部信息和分布式的Mesh网络容错多播路由算法：该算法的基本思想是把大规模的Mesh网络分成若干个较小的子网,多播消息只在各子网间进行路由,并由各子网独立完成操作。该算法的时间复杂性是线性的,模拟结果表明多播路由算法的多播时间步接近网络的直径。     

Probabilistic analysis on mesh network fault tolerance

Mesh networks are among the most important interconnection network topologies for large multicomputer systems. Mesh networks perform poorly in tolerating faults in the view of worst-case analysis. On the other hand, such worst cases occur very rarely in realistic situations. In this paper, we study the fault tolerance of 2-D and 3-D mesh networks under a more realistic model in which each network node has an independent failure probability. We first observe that if the node failure probability is fixed, then the connectivity probability of these mesh networks can be arbitrarily small when the network size is sufficiently large. Thus, it is practically important for multicomputer system manufacture to determine the upper bound for node failure probability when the probability of network connectivity and the network size are given. We develop a novel technique to formally derive lower bounds on the connectivity probability for 2-D and 3-D mesh networks. Our study shows that these mesh networks of practical size can tolerate a large number of faulty nodes thus are reliable enough for multicomputer systems. For example, it is formally proved that as long as the node failure probability is bounded by 0.5%$0.5\%$, a 3-D mesh network of up to a million nodes remains connected with a probability larger than 99%$99\%$.     

延迟容忍网络中基于概率传递的可靠路由算法

针对延迟容忍网络中节点缓存受限引起大量消息被丢弃的问题,在概率路由算法的基础上,提出一种基于概率传递的可靠路由算法R PROPHET。该路由算法根据节点缓存中消息替换的历史情况评价节点的可靠性,以保证消息在可靠的节点间传输直至交付给目的节点。仿真结果表明,该算法能够减轻消息在节点间无效传递的情况,能够获得较高的消息交付率,并具有较低的通信开销。     

Mesh网络连通性的概率分析

Mesh网络是大型多处理器并行计算机系统中极为重要的拓扑结构．本文提出了一种计算Mesh网络连通概率的新方法，该方法在给定网络规模和结点出错概率时，计算出Mesh网络连通概率的一个下界，或者对于要求的Mesh网络连通概率，该方法能计算出对结点出错概率的要求．例如，本文运用严格数学推导证明了当网络结点出错概率控制在0．12％以下，则多达四万个结点的Mesh网络仍可保持高达99％的连通概率．理论计算和实验结果表明，该方法在计算Mesh网络连通概率下界时是一种强有力的技术．