基于Mesh网络的高效Oblivious路由算法研究

发布时间：2017-10-29 20:14

  本文关键词：基于Mesh网络的高效Oblivious路由算法研究

  更多相关文章： Mesh网络 路由算法 自适应路由算法 随机Oblivious路由算法 虚拟通道 平均情况网络吞吐率

【摘要】：Mesh网络作为一个严格正交的拓扑结构,具有结构简单的特点,在当前流行的多核计算机体系结构与片上网络系统中得到了广泛使用。网络之间的信息交流需要有一个良好的路由算法来保障,一个好的路由算法可以提高互连网络的网络吞吐率,降低网络中消息的传输延时。之前的路由算法都需要使用多条虚拟通道来保证算法的无死锁,但增加虚拟通道的数目会降低消息的传输速度,增大消息的总延迟,并且会增大路由器的成本和功耗。自适应路由算法是在网络中进行消息传输时,如果遇到通道繁忙等情况时可以根据网络当前的状态自主选择路径进行路由。提出了ePAR自适应路由算法,保证无死锁的同时降低了虚拟通道的使用数目,均匀模式下,ePAR算法性能与其他算法相类似；非均匀模式下,之前的自适应路由算法的平均延迟在标准化实用负载是22%时急速上升,而ePAR算法在31%时才急速上升。ePAR具有更好的性能,延迟比以前的算法好并且该算法不仅可以适用于3D-Mesh网络,同样是应用于nD-Mesh网络。随机Oblivious路由算法路由时不需要考虑网络状态,通过随机地选择在源节点到目的节点之间存在的多条路径进行路由,具有较高的路由灵活性,能达到更好的性能。本文在奇偶转弯的基础上提出了一个新的Oblivious路由算法OETURN,与不使用虚拟通道的DOR算法相比不同通讯模式下的网络吞吐率都要好,与使用多条虚拟通道的算法相比虽然在其他通讯模式下的网络吞吐率并不是很理想,但在平均情况下的网络吞吐和其他算法相差不大,且之前的算法用到的虚拟通道数目至少为2条,而OETURN算法没有用虚拟通道,这是一个很大的改进。在3D-Mesh网络上提出了一个Oblivious路由算法——OEPTURN路由算法,该算法在不使用虚拟通道的情况下实现了源节点到目的节点之间多条路径的Oblivious路由算法。实验结果表明,该算法与不使用虚拟通道的DOR算法相比不同通讯模式下的网络吞吐率都要好,与使用多条虚拟通道的算法相比在平均情况下的网络吞吐和其他算法相差不大。
【关键词】：Mesh网络 路由算法 自适应路由算法 随机Oblivious路由算法 虚拟通道 平均情况网络吞吐率
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 引言9-13
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究现状10-11
• 1.3 存在的问题和发展趋势11-12
• 1.4 研究内容和目标12
• 1.5 论文组织结构12-13
• 第二章 Mesh网络路由算法的基础研究13-31
• 2.1 硬件模型13
• 2.2 路由器结构13-14
• 2.3 虚拟通道14-16
• 2.4 交换方式16-18
• 2.5 转弯模型18-19
• 2.6 通讯模式19
• 2.7 路由算法19-25
• 2.7.1 路由算法分类19-21
• 2.7.2 确定性路由算法21-22
• 2.7.3 随机路由算法22-24
• 2.7.4 自适应路由算法24-25
• 2.8 网络性能指标25-26
• 2.9 网络吞吐量分析26-28
• 2.10 死锁问题28-31
• 第三章 Mesh网络的高效自适应路由算法31-37
• 3.1 平面自适应算法31-32
• 3.2 新的自适应路由算法ePAR32-34
• 3.3 仿真实验34-36
• 3.4 算法总结36-37
• 第四章 2D-Mesh网络上的高效Oblivious路由算法37-49
• 4.1 提出算法的过程37-39
• 4.2 算法的设计思想39-40
• 4.3 算法描述40-42
• 4.4 实验仿真42-47
• 4.4.1 网络吞吐率分析42-46
• 4.4.2 平均传输延时分析46-47
• 4.5 算法总结47-49
• 第五章 3D-Mesh网络上的高效Oblivious路由算法49-59
• 5.1 提出算法的过程49-50
• 5.2 算法的设计思想50
• 5.3 算法描述50-53
• 5.4 实验仿真53-58
• 5.4.1 网络吞吐率分析53-56
• 5.4.2 平均传输延时分析56-58
• 5.5 算法总结58-59
• 第六章 总结与展望59-61
• 6.1 论文工作总结59
• 6.2 下一步工作展望59-61
• 参考文献61-65
• 发表论文及科研情况65-67
• 致谢67

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本文编号：1114497