嵌套式多維超立方交換結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅速發(fā)展，當(dāng)前許多熱門的技術(shù)與應(yīng)用，如核心路由器、并行計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)等，都需要互連網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支撐。然而，目前核心路由器技術(shù)的發(fā)展仍未能完全滿足整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要，從而成為整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的瓶頸。互連交換網(wǎng)絡(luò)存在于路由器的核心部位，對(duì)路由器的性能表現(xiàn)具有決定性的作用。因此，如何設(shè)計(jì)一種擴(kuò)展性強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)難度低的大容量交換結(jié)構(gòu)仍然是一項(xiàng)充滿挑戰(zhàn)的、有待深入研究的課題。
　　超立方體網(wǎng)絡(luò)是互連網(wǎng)絡(luò)中常見

2、的一種直接網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由于具有直徑短、可擴(kuò)展性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)對(duì)稱、網(wǎng)絡(luò)尋路算法簡單等優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛的關(guān)注與研究。雖然超立方網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有不少優(yōu)勢，但由于其拓?fù)錁?gòu)成方式所限，在大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)中通常難以實(shí)現(xiàn)。
　　論文基于對(duì)現(xiàn)今受關(guān)注的多維交換結(jié)構(gòu)性能的研究與分析，提出了一種新型的嵌套式多維超立方交換結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)基于對(duì)一般多維超立方結(jié)構(gòu)進(jìn)行嵌套式設(shè)計(jì)，將多維超立方結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為多層的五維超立方結(jié)構(gòu)而得到。論文首先對(duì)互連交換網(wǎng)絡(luò)的

3、相關(guān)技術(shù)作了簡單介紹，之后對(duì)所提出的嵌套式多維超立方交換結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)說明，并分析了其各項(xiàng)基本網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，論文繼續(xù)提出了嵌套式多維超立方結(jié)構(gòu)中節(jié)點(diǎn)的編址方法，該編址方法基于對(duì)超立方網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)編址進(jìn)行了擴(kuò)展，采用了分層式編址方式。論文利用該編址方法對(duì)嵌套式多維超立方交換結(jié)構(gòu)的基本路由算法著重進(jìn)行了研究。
　　對(duì)于嵌套式多維超立方結(jié)構(gòu)的路由算法，本文首先提出了一套擴(kuò)展的維序路由算法。通過仿真發(fā)現(xiàn)，該算法在嵌套式超立方結(jié)構(gòu)具有

4、可行性與不錯(cuò)的性能，并且高效易實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，在研究過程中發(fā)現(xiàn)，該算法在對(duì)以某些節(jié)點(diǎn)為目的地址的分組進(jìn)行選路時(shí)，會(huì)有走冗余路徑的問題。針對(duì)該缺點(diǎn)，本文還提出了對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)的基于最短路徑的路由算法。通過仿真證實(shí)了改進(jìn)后的算法相較于之前的擴(kuò)展維序路由算法對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的通信性能有較大改善。
　　論文最后還對(duì)基于該嵌套式超立方交換結(jié)構(gòu)的仿真平臺(tái)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了簡要的介紹。該平臺(tái)支持幾種常見直接互連網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及基于嵌套式超立方交換結(jié)構(gòu)的多種