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K-Ary N-Cubes网络中离性能无死销多播路算法研究

作　者: 章毅
导　师: 雷向东
学　校: 中南大学
专　业: 计算机技术
关键词: 互连网络 K元N立方体网络多播路由无死锁性能评价
分类号: TP393.02
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

互连网络是构成高性能并行多处理器计算机系统和决定系统通信性能的关键部分。K元N立方体是人们最早研究且仍是目前最重要的互连网络拓扑结构之一。在K元N立方体中,每一维上,每一个结点物理上都只与临结点相连。这是K元N立方体一个重要优势,使得硬件实现容易,并具有可扩展性。由于硬件上的优势和理论的普遍性K元N立方体己成为多处理器体系结构的研究焦点。多播路由技术一直是当前K元N立方体互连网络领域内的前沿和重点研究课题,因此,展开对K元N立方体网络多播路由技术的有关理论与应用技术方面的研究有非常重要的理论意义和实际意义。本文针对K元N立方体网络,提出了一种无死锁新的多播路由算法MRIFF(Multicast Routing Based on Independent Flit Flow)。在MRIFF算法中为了使得微片能够携带额外的确定它们归属的标识信息,微片的流动相互独立。附加的信息用于避免死锁。MRIFF算法允许一旦中间结点的连接准备好传送时结点发送微片。MRIFF多播路由算法消除了增加死锁避免,检测和恢复机制的必要,但是需要更大的输出缓冲。最后,利用OPNET对所提多播路由算法在不同流量模式下进行了模拟实验。模拟结果表明提出的新多播路由算法相比已有的同类算法,如DOR (dimension order routing), HTA (hardware tree-based routing), DFMR (deadlock-free multicast routing algorithm)在平均消息延迟、平均通信开销、平均负载等方面性能要优于其它协议。本文的研究工作对K元N立方体网络多播路由设计与研究具有重要的理论和实践意义。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-27
  1.1 课题研究背景  9-12
  1.2 互连网络  12-23
    1.2.1 操作方式  12
    1.2.2 控制策略  12-13
    1.2.3 交换技术  13
    1.2.4 拓扑结构  13-14
    1.2.5 基于总线的动态互连网络  14-15
    1.2.6 基于交换的互连网络  15-16
    1.2.7 静态互连网络  16-19
    1.2.8 消息传递系统  19-20
    1.2.9 连网络的多播路由  20-21
    1.2.10 路由的潜在问题  21-23
  1.3 国内外研究现状  23-26
  1.4 论文的组织结构  26-27
第二章相关研究  27-32
  2.1 相关概念  27-28
  2.2 软件多播路由  28
  2.3 列路径多播路由  28
  2.4 双重路径和多重路径多播路由  28-29
  2.5 限制组多播路由  29
  2.6 硬件基于树多播路由  29-30
  2.7 超立方体中多播路由  30-31
  2.8 超立方体中容错多播路由  31
  2.9 本章小结  31-32
第三章 MRIFF多播路由算法  32-48
  3.1 微片结构  32-35
  3.2 结点结构  35-36
  3.3 MRIFF算法路由  36-42
  3.4 MRIFF最佳路径过程  42
  3.5 确认机制,传播与转播  42-44
  3.6 检测和控制输出队列拥塞  44-45
  3.7 MRIFF算法转换功能  45-46
  3.8 MRIFF的执行复杂性  46
  3.9 本章小结  46-48
第四章性能研究  48-53
  4.1 实验工具及性能参数设置  48
  4.2 实验结果分析  48-52
  4.3 本章小结  52-53
第五章总结与展望  53-55
  5.1 总结  53
  5.2 展望  53-55
参考文献  55-61
致谢  61

K-Ary N-Cubes网络中离性能无死销多播路算法研究

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