高階互連網(wǎng)絡拓撲結構的設計與分析.pdf

1、信息化概念深入人心的今天，數(shù)據(jù)傳輸速度快、網(wǎng)絡規(guī)模大、系統(tǒng)性能好已成為人們對高性能計算最迫切的要求。路由芯片的帶寬和鏈路技術隨著微電子技術的迅猛發(fā)展不斷提高，傳統(tǒng)的高性能互連網(wǎng)絡成為制約高性能計算系統(tǒng)性能進一步提升的關鍵因素。為了更好的應對性能和規(guī)模的挑戰(zhàn)，人們提出使用高階路由器解決傳統(tǒng)的高性能互連網(wǎng)絡的制約。但是，隨著路由芯片端口數(shù)的增加，傳統(tǒng)的互連網(wǎng)絡拓撲結構已經(jīng)不能滿足系統(tǒng)的需求，人們不得不進一步考慮互連網(wǎng)絡拓撲結構的設計問題。因

2、此，基于高階路由芯片的高性能互連網(wǎng)絡，如何充分利用高階路由器提供的豐富鏈路端口，設計帶寬擴展均衡、網(wǎng)絡直徑小、對稱性好、互連成本低的拓撲結構是高階互連網(wǎng)絡發(fā)展的關鍵?；谏鲜鰡栴}，本文的研究內(nèi)容從以下四個方面展開：
　　1.深入了解高階路由芯片和互連網(wǎng)絡的發(fā)展現(xiàn)狀，對高階路由芯片及高階互連網(wǎng)絡拓撲結構進行了深入研究，分析總結了高階路由器對互連網(wǎng)絡拓撲結構設計的影響和低階互連網(wǎng)絡拓撲結構使用高階路由器的局限性，為設計高階互連網(wǎng)絡拓撲

3、結構奠定了基礎。
　　2.針對調(diào)研高階互連網(wǎng)絡拓撲結構現(xiàn)狀的結果著重分析了三個典型高階互連網(wǎng)絡拓撲結構Fat tree、Flattened Butterfly和Dragonfly，這三種拓撲結構均不同程度地利用了高階路由器和傳統(tǒng)低階互連網(wǎng)絡拓撲結構的特點，如k元n立方體、Butterfly等，在理論分析的基礎上通過互連網(wǎng)絡模擬器xNetSim進行評測。結果表明這三種拓撲結構不僅能夠支持更大規(guī)模的網(wǎng)絡而且有效減少了網(wǎng)絡直徑，降低了網(wǎng)

4、絡延遲。但是在擴展性、二分帶寬、成本開銷等方面仍然存在不足。
　　3.針對典型高階互連網(wǎng)絡拓撲結構存在的不足，提出了一種新的可擴展高階互連網(wǎng)絡拓撲結構SuperStar，不僅對SuperStar的基本結構進行理論分析而且研究了結構的拓展變形，并針對SuperStar網(wǎng)絡實現(xiàn)了兩種路由算法。通過xNetSim模擬器平臺進行了SuperStar與其他高階拓撲結構的性能比較以及SuperStar在不同路由算法下的性能比較。
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