超立方体互连网络中的组播算法研究

在高性能计算中,涉及全局数据迁移、进程控制等操作的通信被称为聚合通信。高效的聚合通信服务不仅能够简化编程,而且能够提高系统效率和整体性能。组播作为聚合通信的通用模式之一,长期以来都是人们的研究重点,包括硬件加速、软件优化、针对不同拓扑结构的研究等。本文研究了超立方体网络中的组播算法,并分析了进一步的研究方向。     

一种动态的单组播集成调度算法

在单组播比例发生变化的情况下,现有单组播集成调度算法无法保持较高吞吐率。针对该问题,提出一种动态的单组播集成调度算法。基于输入排队(IQ)的交换结构,通过在输入端口处监测最近若干个时隙的单组播业务输入情况,动态决定当前的单组播集成调度策略。仿真结果表明,该算法的单播吞吐率、组播吞吐率和总体吞吐率均高于FILM算法和fSCIA算法,并具有较好的时延性能。     

一种支持单组播集成调度的并行分组交换结构*

针对已有基于单芯片交换结构的单组播集成调度算法在高速链路环境下无法在一个时隙内完成一次调度的问题,提出了一种支持单组播集成调度的并行分组交换结构UMSPPS（Uni-and multicast supported parallel packet switch）。通过动态地调整单播平面数和组播平面数,UMSPPS可以支持任意比例的单组播混合业务。仿真结果表明,在各种比例的单组播业务情况下,UMSPPS的时延总是低于FILM和f SCIA,并且具有最优的总体吞吐率。     

CIMS环境异构网络及设备MMS互连

ＣＩＭＳ环境中计算机和设备的通信是实现ＣＩＭＳ的基础，而ＣＩＭＳ的复杂性决定了其网络呈现异构性，设备具有多样性，ＭＭＳ－制造报文规范，是一种适合于ＣＩＭＳ环境实设备通信的应用层服务元素。本文在介绍ＭＭＳ的基础上提出了异构网络ＭＭＳ实现的方法，互连网关的设计以及机器人入网的标准和策略，最后进行了ＭＭＳ工操作的验证及机器人系统ＭＭＳ基础一致性类说明。     

多级互连网络互连函数的矩阵理论

多级互连网网络是大规模并行处理系统和大型ＡＴＭ交换机采用的主要互连结构。     

ESLIP调度算法及其实现

随着网络的迅速发展，越来越多的数据寻径功能在硬件中实现，以满足对路由器交换速度的要求，易于在硬件中实现的，高效的调度算法成为一项关键技术，介绍了ESLIP算法的基本原理、调度过程和它在硬件中的实现，经过设计和测试，证明它具有非常好的特性。     

一种适合于多播和单播的集成调度算法

具有输入队列结构的路由器或交换机内部交换可以工作在线路速率上,适应了高速网络交换的要求,但现有输入队列调度方案将单播和多播流量分开考虑,使用不同的交换结构和调度算法,不适合网络中多播流和单播流并存的实际情况．该文提出一种不区分多播、单播分组,遵循同一入队策略和同一调度规则的集成调度算法EOPF、(Extented Oldest Port First)．仿真实验表明EOPF算法在各种多播和单播负载组成比例下始终保持高吞吐率,并能在全单播流量下达到100％吞吐率,适合于多播、单播混合存在的网络流量。     

网络互连技术辨析

本文对网络互连设备按其原理进行分类，并用它来评述传统互连设备的有关概念。这是一个易于引起争论的问题。     

VLSI高层综合设计中的调度和互连

VLSI高层次设计技术是近年来系统设计自动化研究的主要方向,高层次综合设计是高层次设计技术的关键,其主要任务是调度和互连。该文介绍了若干基本的调度和互连算法,提出将DVS技术应用于高层次综合设计中,实现在满足任务行为的约束条件下,动态改变时钟的速度和电源电压达到降低功耗的目的,制定了可行的研究实施方案。     

高性能互联网络交换机研究与设计

高性能互联网络交换机是高性能计算机系统的核心部件.科学计算作为高性能计算机的上层应用,不仅要求交换机具有低延迟、高带宽的特性,还要求其在集合通信如广播、多播和同步操作等进行硬件级支持.HyperLink交换机,作为曙光5000计算机系统互联网络的重要组成部件,具有38.4ns单级延迟和160Gbps聚合带宽,并能够同时支持16组多播和16组同步操作.理想情况下,1024个节点多播和同步操作可以在2μs内完成,大大加速了科学计算的性能.为了对HyperLink交换机性能进行评价,建立了周期精确的仿真模型.通过模拟证明,对于16端口输入缓冲交换机,3个虚通道是性价比最好的选择;当MTU为1KB时,4KB大小的输入缓冲就可达到最高单播吞吐率.采用理论分析的方法比较了具有相同网络带宽的多轨网络和单轨网络,分析表明,前者可以有效降低网络延迟,因此能够比后者提供更高的网络吞吐率.采用LogP模型分析了HyperLink多播和Barrier的性能,分析表明,HyperLink交换机具有良好扩展性,能够很好支持到数千节点.     

Performance Analysis of Banyan-Type Multistage Interconnection Networks Under Nonuniform Traffic Pattern

Multistage Interconnection Networks(MINs) have a number of applications in the areas of computer and communications. The most widely researched structure among MINs is the (1)banyan type network. It has several variations such as buffered banyan, batcher-banyan, tandem banyan, recirculating banyan and banyan with contention resolution phase. Analytical performance evaluation is crucial for justifying the merit of the design in different operational conditions. While several analytical models have been proposed for the performance evaluation of MINs, they are mainly for uniform traffics. Even the models for nonuniform traffics have several shortcomings such as they only consider output buffered structure or do not consider blocking conditions.In this paper, the more accurate models than any other ones so far have been proposed for the performance evaluation of multibuffered banyan-type MINs under nonuniform traffic condition is obtained. The accuracy of proposed models are conformed by comparing with the results from simulation.Firstly, single buffer model is developed. Markov chain is used for the analysis. Multibuffer model is obtained from single buffer model. Simulation is performed using Discrete Evenet Simulaton(DES) method. As a results, proposed model proves to be very accurate.     

互连网络局部迭代负载平衡技术

新的基于网络的计算模式（如网格计算,云计算,P2P计算）的共同特点是计算节点之间都是通过互连网络进行通信。对互连网络各个计算节点产生的工作负载进行平衡是提高计算系统性能的关键。文章介绍了近年来在互连网络上使用局部迭代方式求解负载平衡问题在算法设计及其性能分析反面的若干基本研究成果。     

OFDMA Relay网络二级调度算法性能分析

针对两跳OFDMA Relay网络的特点,将单跳无线网络中3种经典调度算法(轮循(RR)算法、最大载干比(MaxC/I)算法和正比公平(PF)算法)推广到两跳场景中,得到适合两跳中继网的3种二级调度算法E-RR、E-MaxSNR、E-PF。仿真分析表明,3种调度算法的性能比原有算法有较大提升,E-RR能获得好的用户公平性,E-Max C/I可以获得最大的系统吞吐量,E-PF在用户公平性和系统吞吐量间可以取得良好的折中。     

基于无线网络的混合业务资源调度算法

WCDMA系统混合业务下的资源调度算法要区分业务以保证用户的服务质量(QoS)。基于此,在研究最大加权延时优先算法(M-LWDF)的基础上通过引入QoS监测机制提出一种保证混合业务服务质量的资源调度算法,在业务调度中同时考虑时延优先级和吞吐量优先级,并采用传输时延保证的资源分配准则。仿真结果表明,该算法在时延和吞吐量水平上要优于已有的调度算法。     

无线传感器网络节点自适应睡眠调度算法NASS的研究与实现

为解决无线传感器网络能量受限问题,提出一种节点自适应的睡眠调度算法NASS(Node Adaptive Sleep Schedule)。当网络中有节点的死亡或者离开时,为了节约能量,其邻居节点应该根据通信节点的数目的减少而自动增加睡眠时间。在LEACH协议的分簇方法基础上,通过调整数据融合窗口来增加簇头节点的睡眠时间,从而达到了节约能量和提高整个网络生存周期的目的。实测结果表明,此算法在网络节点减少的条件下有效的提高了网络生存周期。