HPC中光互連網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、隨著對(duì)計(jì)算機(jī)速度要求的不斷提高，大規(guī)模并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的計(jì)算節(jié)點(diǎn)數(shù)不斷增加，傳統(tǒng)的電互連網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生了一系列的問(wèn)題，如帶寬低，延遲高，能耗高等。本文首先分析了電互連網(wǎng)絡(luò)的不足以及光互連網(wǎng)絡(luò)所具有的優(yōu)勢(shì)，然后在研究并消化目前已經(jīng)提出的一些光互連網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，將光環(huán)和Torus結(jié)合，提出了可擴(kuò)展性非常好的基于光環(huán)和Torus的體系結(jié)構(gòu)（RTOIN），以及分層的光環(huán)體系結(jié)構(gòu)（LROIN），并與其它光互連網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了對(duì)比和模擬仿真。模擬結(jié)果顯

2、示RTOIN網(wǎng)絡(luò)具有良好的性能。最后對(duì)提出的RTOIN網(wǎng)絡(luò)給出物理實(shí)現(xiàn)方法及其所需的組件。 基于光環(huán)和Torus的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)RTOIN結(jié)合了光環(huán)和Torus的各自?xún)?yōu)點(diǎn)。因?yàn)槔昧斯獾腤DM（波分復(fù)用）特性，在每個(gè)光環(huán)中，任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間只有一跳，這從某種程度上降低了網(wǎng)絡(luò)的延遲。Torus則使RTOIN網(wǎng)絡(luò)具有較好的物理屬性，如恒定的節(jié)點(diǎn)度，網(wǎng)絡(luò)直徑小，易于擴(kuò)展等。在RTOIN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中采用了WDM和TDM（時(shí)分復(fù)用），并詳細(xì)描述了

3、波長(zhǎng)的分配方案，從而保證了該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是一個(gè)嚴(yán)格無(wú)阻塞的網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)與其他比較流行的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的比較，表明該結(jié)構(gòu)具有良好的物理屬性。然后，對(duì)組成該網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)，交換節(jié)點(diǎn)等組件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了描述。最后，通過(guò)試驗(yàn)?zāi)M證明RTOIN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有很好的網(wǎng)絡(luò)延遲。 同RTOIN網(wǎng)絡(luò)一樣，分層網(wǎng)絡(luò)LROIN也是基于光環(huán)的。使用分層的結(jié)構(gòu)，一方面可以在不同的光環(huán)內(nèi)和不同的層上重復(fù)利用波長(zhǎng)；另一方面，該結(jié)構(gòu)有利于系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)展。與其他一些網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的比