一种高阶混合互连网络拓扑结构

随着对高性能计算机性能需求的不断提升,高性能计算机的系统规模在逐渐扩大,系统内的互连网络已经成为影响性能的关键因素。如何基于高阶路由器构建更大规模、更低网络延迟以及成本、更高网络吞吐率的互连网络,是目前的主要研究方向。针对目前广泛应用的高阶网络进行特性分析,并对其中的环网以及树网进行综合,提出了一种新型层次化混合互连网络拓扑结构。该结构具有良好的可扩展性以及通信能力,并在网络模拟器NetSim上对其性能进行了仿真和分析。     

一种递归定义的可扩展片上网络拓扑结构

晶体管工艺的持续发展导致片上处理器数的逐渐增多,片上系统的核间通信要求吞吐量高、延时低、可扩展性好,传统的片上总线和crossbar互连结构已无法满足片上系统的通信需求,为此研究者提出新的片上互连结构,称为片上网络.为满足片上网络的特有通信需求,提出了一种可扩展的拓扑结构Rgrid及其路由算法DR,它缩短了片上处理器间...     

互连网络拓扑等价的图分析法

提出了描述互连网络拓扑等价的图分析法。获得了全交叉网络与基准，逆基准，Ｏｍｅｇａ，ｆｌｉｐ，Ｓ＝Ｆ＝２ＳＷ榕树，简化数据变换等多级互连网络拓扑等价的逻辑名结构。阐明了用光学全交叉网络模拟实现上述网络的互连函数的原理及其多处理机，电信交换等领域的潜在应用。     

一种新型混合互连网络拓扑结构的分析与优化

随着高性能互连网络规模的增大,如何通过互连网络拓扑结构的设计来提升系统的性能和降低物理开销成为了系统设计的关键之一。传统的拓扑结构(可分为直接网络和间接网络)在网络规模增加时,不能很好地折衷网络性能和物理开销的关系。2012年Roberto P等人提出一种新型混合的拓扑结构,结合了直接网络和间接网络的特点,有效考虑了物理开销和网络性能的折衷。在此基础上,将新型混合拓扑每一维上的唯一的一个间接网络优化为多个间接网络,经过理论分析和实验模拟新型混合拓扑结构优化后的混合拓扑结构以及较常用的传统拓扑结构,优化后的混合拓扑结构能够在提升网络性能的同时降低物理开销。     

TM:一种新的片上网络拓扑结构

片上网络拓扑结构对芯片的性能有直接的影响.文中提出了一种新的拓扑结构TM,它结合了torus网络和mesh网络的优点.对于n×n的网络,在物理链路数方面,TM和mesh网络相同,比torus网络少2n;在拓扑直径方面,TM的拓扑直径为n,而torus和mesh网络的拓扑直径分别为2×(n/2)和2×(n-1);在完全适应性路由算法设计方面,torus网络需要的虚拟通道数至少为3,且虚拟网络划分机制不能直接应用其中,然而,虚拟网络划分机制适用于mesh和TM网络,且它们只需要2条虚拟通道.文中从理论和模拟实验两方面对TM网络进行了验证,实验结果表明无论在均衡负载还是非均衡负载下,TM的性能都要优于mesh网络,在大部分情况下,TM的性能介于mesh和torus之间,在某些通信模型下,torus的性能比TM差,主要原因在于这些通信模型下torus网络中虚通道使用不均衡.     

SuperStar:一种可扩展高阶互连拓扑结构

随着高速信号传输技术和VLSI技术的发展,使用高阶路由器来应对因高性能计算机峰值性能不断攀升给高性能互连网络带来的新挑战已是发展需求;同时,如何利用高阶特性减少互连网络延迟和成本开销,以支持更大的网络规模是设计高性能互连网络拓扑结构的关键和突破点。针对目前基于高阶路由器的典型拓扑结构进行了分析,并在此基础上提出一个新的高阶拓扑架构SuperStar,其不仅具有较短的网络直径而且具有良好的可扩展性;通过在一个基于OMNeT++平台自主开发的高阶互连网络性能测评模拟器上设定不同的通信负载,测评各种拓扑结构在通信系统下实际的网络延迟和吞吐率的走势,以分析SuperStar的通信开销。     

基于一种新网络拓扑结构的低功耗研究

随着芯片集成度的提高,片上网络(Network on Chip,NoC)是片上系统(System on Chip,SoC)发展的必然趋势,其中功耗成为限制性能提高的瓶颈.为了降低NoC的功耗,提出一种新的拓扑结构HMesh(Hexagon Mesh)及适用于该拓扑结构的HM路由算法,并对Mesh、Torus和HMesh结构的功耗进行了仿真实验.实验结果表明,在网络不发生拥塞时,HMesh结构的平均功耗比Mesh结构和Torus结构分别降低了12.9％和11.24％,更适合片上网络的构造.     

SACS:一种可扩展的匿名通信系统

匿名通信的主要目的是隐藏通信双方的身份或通信关系,从而实现网络用户的个人通信隐私及对涉密通信更好的保护.目前匿名系统的研究主要在于提高匿名性能,许多原型系统借助于多个代理的重路由技术、填充包技术和加密技术来达到匿名发送或匿名接收的目的.而当匿名系统真正要被应用于现实网络中时,系统管理方式和管理代价直接会影响到系统的可扩展性.目前的许多匿名原型系统采用集中式管理机制,不能承受大量用户的存在,因此都无法应用于大规模的网络环境中.本文基于Crowds系统,提出了一种新的匿名通信系统SACS的结构与协议描述,引入了分区域管理机制,实现了对系统内成员的分布式管理,有效地降低了匿名系统的管理开销,具有很好的可扩展性.概率分析与测试结果表明新的系统在减少系统的附加管理开销、支持良好扩展性的同时保持了与原Crowds系统相当的匿名性.     

一种可扩展的线性规划并行算法

由于线性规划在理论和实践中的重要性，对求解大规模规划问题并行算法的研究已引起许多学者的兴趣．本文根据Galperin提出的线性规划的一种线性时间的立方算法特别适合并行的特点，提出了一种基于SPMD模型和主从式MPI的线性规划并行算法，并对算法性能进行了深入分析，理论分析和在曙光3000上的实验结果表明：该算法具有粗粒度并行、良好的可扩展性和理想加速比模型等优点，明显优于目前为止求解同类不对称线性规划问题的其他并行算法，可用于求解此类大规模线性规划问题的高性能计算．     

TriBA互联拓扑结构及其性能分析

基于计算局域性原理提出评价网络性能的底层全互联率,利用该指标对TriBA拓扑结构的直接互联网络在计算速度、物理布局 2个方面进行性能分析。结果表明,TriBA的底层全互连结构可降低网络复杂度、提高通信性能,对角线VLSI布局得到的功耗相比2D Mesh结构节省了11%,该功耗优势在大规模片上多核系统中尤为明显。     

OSPF拓扑监测系统的可扩展性设计

针对当前开放最短路径优先(OSPF)网络管理中存在的问题,提出一种OSPF网络拓扑监测系统在资源消耗、应用成本、配置项以及应用方式等方面的可扩展性设计。给出采集器的邻接被动式设计和基于链路状态信息的拓扑生成算法以及链路中断检测技术。试验及分析表明,该系统在大规模网络环境下与同类系统相比,具有可扩展性强、准确性高的特点。     

MDCent:一种高可扩展、高吞吐量的模块间互连结构

近年来,提出的以服务器为中心的新型数据中心网络互连结构部分程度地解决了传统树型结构面临的性能瓶颈和可扩展性难题,同时出现了以集装箱为基本模块构建超大规模的数据中心.然而,如何设计模块之间的互连结构,确保数据中心网络具有高可扩展性、模块之间具有高带宽是一个非常具有挑战性的问题.以BCube为代表的新型数据中心网络,能够将数千台服务器互连在一个集装箱内,且对各种典型流量模式提供较高的带宽.提出了一种常量度数的模块之间的互连结构MDCent.MDCent基于BCube结构进行模块内服务器互连,利用模块内大量未被使用的上行端口,在各个模块保持常量度数的情况下,能够保证模块之间具有高可扩展性,同时模块之间具有较高的带宽.     

一种跨VLAN的网络拓扑发现算法

网络拓扑发现是图形化网络管理的基础。该文提出了一种跨虚拟局域网(VLAN)的物理网络拓扑发现算法。算法基于以太网技术,被管理设备支持SNMPv2。分别对实现了Bridge MIB,部分或没有实现Bridge MIB、服务器和路由器等节点提出了自动发现方法。算法应用于华北电力大学校园网的综合智能网络管理系统中,取得较好的成效。     

Globe:低延时可扩展的P2P网络拓扑框架

该文将图论方法运用于计算机网络研究,提出了一种低延时、结构化、可扩展的P2P网络拓扑框架──Globe,在尽量少增加节点邻居数的前提下,通过严格控制和优化节点之间的邻接关系来构造分层次的拓扑结构,有效地减小了网络的平均距离,实现了分组的低延时转发;并基于该拓扑框架设计出了一种快速的路由算法,这一网络框架和路由算法在P2P网络上的资源查找和数据交换等方面都具有实际的意义。     

InfiniBand:一种新型的高速互连网络

随着计算能力向数据中心的集中,消除性能瓶颈和改进系统管理变得比以往更加重要。I/O子系统是造成这类问题的关键。InfiniBand被认为是可以消除当前I/O架构性能瓶颈的一种新的I/O技术。该文首先分析当前I/O系统的瓶颈问题,然后从IBA整体架构、层次结构、通信机制与VI架构、链路特性与服务质量等方面介绍了InfiniBand的具体情况,最后将Infiniband与其它一些高性能互连网络和标准进行了比较。     

一种基于图形数据库的快速电力网络拓扑分析方法

提出了一种基于图形数据库的通用拓扑分析方法,将多状态设备映射为多节点,每个节点的父对象都为此设备,将设备连接抽象为连接电缆节点和连接关系,每种设备的电气属性都抽象为节点和关系的属性,在将网络的拓扑信息入库后,组合利用图形数据库中的多种图形分析算法,并结合电力网络应用开发出相连节点连通性分析和停电范围检测算法,基于此开发的电网停电范围监测系统和变电站智能开票操作票程序该方法具备高可用性和高性能,取得了良好的效果．     

网络拓扑搜索的高效、完备性算法研究

文章针对当前网络拓扑搜索算法性能低、得到的网络拓扑结构不完备的现状,在徐大海的拓扑搜索算法的基础上,提出了一个比较高效、完备的网络拓扑搜索算法。     

RMP：一种具有高可伸缩性的随机成员协议

针对组播通信协议中所使用的成员协议的伸缩性差的问题，提出了一种新的随机成员协议(RMP)。RMP通过使用随机的响应组成员的加入请求，建立一个每个节点仅仅维护logN个其它成员信息的连接图，并可以为可靠的报文扩散提供基础。文中对RMP的算法在数学上进行了分析，并通过仿真进行验证，结果表明，RMP是一种具有很强可伸缩性的成员协议。     

基于地址过滤的网络拓扑发现算法

针对当前网管工具对二层设备拓扑发现功能支持的局限,提出一种基于地址过滤的网络拓扑发现算法。借助标准的简单网络管理协议获取网络设备的信息,通过过滤二层设备的地址转发表信息以建立网络拓扑图。该算法可消除同类算法必须依赖完整地址转发表或设备私有协议的缺点,实用性高、通用性强。