局部扭曲立方體多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的容錯(cuò)路由算法研究.pdf

1、近年來(lái)，對(duì)于高性能計(jì)算多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)起到了越來(lái)越重要的作用。在多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互連網(wǎng)絡(luò)中，如果處理器或傳遞信息的線路發(fā)生故障，將導(dǎo)致信息傳遞失敗。如何提高互連網(wǎng)絡(luò)的可靠性，使網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，仍能有效地傳送信息，即建立一個(gè)有效的容錯(cuò)路由算法，已成為多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互連網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要研究課題。 局部扭曲立方體作為超立方體的變體，是一種新型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，保持了超立方體的很多優(yōu)點(diǎn)，如連通度，對(duì)稱性，可遞歸構(gòu)建性，哈密爾頓性等。另外其也有很多優(yōu)于

2、超立方體的性質(zhì)，如小的網(wǎng)絡(luò)直徑、泛圈性等。因此我們就可以通過(guò)利用這些性質(zhì)來(lái)設(shè)計(jì)高效率的容錯(cuò)路由算法。 該文首先介紹了三類典型的容錯(cuò)路由算法，分別為基于局部故障信息、基于全局故障信息以及基于有限全局故障信息的容錯(cuò)路由算法。針對(duì)每類算法，進(jìn)行詳細(xì)分析，指出了它們各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。 通過(guò)對(duì)上述三類容錯(cuò)路由算法的分析，該文引入了節(jié)點(diǎn)安全級(jí)和路由選擇能力的概念。針對(duì)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障的情況，設(shè)計(jì)了一個(gè)單播容錯(cuò)路由算法A和一個(gè)廣播容錯(cuò)路由

3、算法B；針對(duì)節(jié)點(diǎn)和邊同時(shí)發(fā)生故障的情況，設(shè)計(jì)了一個(gè)單播容錯(cuò)路由算法C。其中算法A、C都引入了回溯機(jī)制。 A算法利用節(jié)點(diǎn)安全級(jí)，除了考慮相鄰節(jié)點(diǎn)的安全狀況外，還充分利用了局部扭曲立方體自身特有的結(jié)構(gòu)，使得信息盡可能沿最優(yōu)路徑傳遞。C算法則是利用路由選擇能力容錯(cuò)路由，并得出了一些很好的結(jié)論。通過(guò)模擬仿真實(shí)驗(yàn)，可知A、C算法均具有較高的容錯(cuò)能力。當(dāng)故障節(jié)點(diǎn)的數(shù)目達(dá)到或超過(guò)一半時(shí)，A算法仍能保持在一個(gè)相當(dāng)高的容錯(cuò)路由成功率上，且該算法所

4、選線路在多數(shù)情況下是最短距離；當(dāng)有大量的邊和節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)生故障時(shí)，C算法也能成功地實(shí)現(xiàn)消息傳遞，且保證容錯(cuò)路由絕大多數(shù)為最優(yōu)路徑或者次優(yōu)路徑。特別是對(duì)于出現(xiàn)大量故障邊的情況，該算法表現(xiàn)出了很好的容錯(cuò)路由能力。其中C算法在沿最優(yōu)路徑傳遞方面要優(yōu)于A算法。當(dāng)有大量故障節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)候，適合使用A算法；當(dāng)有大量故障邊或者少量故障節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)候，則更適合使用C算法。另外，A、C算法對(duì)發(fā)生的故障數(shù)目均沒有做任何限制。 B算法將節(jié)點(diǎn)安全級(jí)引入了