業(yè)務局部性下的特殊樹形網(wǎng)絡的流量建模.pdf

1、互連網(wǎng)絡(Interconnection Networks,INs)被廣泛應用于高性能計算機、數(shù)據(jù)中心和多級交換網(wǎng)絡等系統(tǒng)，這些系統(tǒng)的日益復雜導致互連網(wǎng)絡的重要性在不斷增加，使其成為決定系統(tǒng)整體性能的一個關(guān)鍵因素。Fat-tree是一種廣泛使用的互連網(wǎng)絡，它具有可擴展性和路由算法簡單等優(yōu)點?；贔at-tree的網(wǎng)絡架構(gòu)參數(shù)選取不僅要考慮實際業(yè)務的需求，還要考慮網(wǎng)絡的效率與費用。本文在業(yè)務局部性下研究了導師組提出的一種基于性價比優(yōu)化的特

2、殊樹形網(wǎng)絡(spec ia l tree-shaped network，STN)，它由具有多個低速端口和一個高速端口的基本交換模塊(BSM)經(jīng)互連而構(gòu)建，BSM能降低交換元件(SE)的能耗和費用。
　　在簡述研究背景和互連網(wǎng)絡的原理與實現(xiàn)后，介紹了特殊樹形網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)以及網(wǎng)絡的負載模型。分別對用戶節(jié)點呈環(huán)型分布和用戶節(jié)點呈直線型分布這兩種應用場景下特殊樹形網(wǎng)絡的展開了研究，構(gòu)建了相應的特殊樹形網(wǎng)絡分析模型，假定源用戶僅與一定范圍

3、內(nèi)的所有用戶等概率通信，推導了特殊樹形網(wǎng)絡的流量公式。通過編程實現(xiàn)了該特殊樹形網(wǎng)絡各個中間 BSM s的流量分布模擬，驗證理論分析的正確性。分析了通信局部性對網(wǎng)絡流量分布的影響，所取得的研究成果為：
　　1.對于用戶節(jié)點呈環(huán)型分布的特殊樹形網(wǎng)絡(special tree-shaped network in which end-users appear to be located at the ring distribution，S

4、TN-rd)，每個用戶節(jié)點的可通信節(jié)點數(shù)相同，網(wǎng)絡中同級各個BSMs收發(fā)流量相等。每個BSM的高速端口上行流量由兩個因素決定--通信半徑和以該BSM為根節(jié)點的子網(wǎng)絡擁有的用戶節(jié)點總數(shù)，本文分析了通信半徑對STN-rd中同級BSMs的流量特性的影響，并且對比分析了不同級BSM s流量特性。研究也表明當通信半徑增大到一定值后網(wǎng)絡的局部性消失，網(wǎng)絡各級BSMs的流量將保持不變。
　　2.對于用戶節(jié)點呈直線型分布的網(wǎng)絡(special t

5、ree-shaped network in which end-users appear to be located at the line distribution，STN-ld)，每個用戶節(jié)點的可通信節(jié)點數(shù)不完全相同，所以網(wǎng)絡中同級各個 BSM s收發(fā)流量也不完全相同。本文分析了STN-ld網(wǎng)絡同級BSMs的高速端口上行流量與低速端口下行總流量特征，表明同級BSMs受網(wǎng)絡通信半徑的影響在特定的BSM處產(chǎn)生較大的交換流量。通過分析網(wǎng)絡