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

1、隨著對計算機速度要求的不斷提高，大規(guī)模并行計算機系統(tǒng)中的計算節(jié)點數(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，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)進行了對比和模擬仿真。模擬結(jié)果顯

2、示RTOIN網(wǎng)絡(luò)具有良好的性能。最后對提出的RTOIN網(wǎng)絡(luò)給出物理實現(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的各自優(yōu)點。因為利用了光的WDM（波分復(fù)用）特性，在每個光環(huán)中，任意兩個節(jié)點之間只有一跳，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)點度，網(wǎng)絡(luò)直徑小，易于擴展等。在RTOIN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中采用了WDM和TDM（時分復(fù)用），并詳細描述了

3、波長的分配方案，從而保證了該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是一個嚴(yán)格無阻塞的網(wǎng)絡(luò)。通過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，對組成該網(wǎng)絡(luò)的計算節(jié)點，交換節(jié)點等組件的結(jié)構(gòu)進行了描述。最后，通過試驗?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；另一方面，該結(jié)構(gòu)有利于系統(tǒng)規(guī)模的擴展。與其他一些網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的比