基于前缀的片上网络容错源路由算法

为克服片上网络链路永久性错误带来的路由问题,提出一种基于前缀的片上网络容错源路由算法PFTSR。该算法适用于二维mesh片上网络,采用预测路径并根据反馈信息调整路径的方法进行路由探测。在仿真平台NIRGAM上进行仿真,实验结果表明,与传统片上网络容错源路由算法SRN相比,PFTSR极大降低了片上系统的功耗,并且在大多数情况下能减少探测到第一条路径的时间。     

一种无虚通道NoC负载均衡容错路由算法

随着芯片复杂度的不断增大,设计一个高效的片上网络容错路由算法面临着巨大的挑战。由于芯片面积开销的限制,拥有低面积开销的无虚通道片上网络路由器受到学术界的广泛关注。但目前对无虚通道片上网络容错路由算法的研究却停留在容错性能上,而忽略了容错路由算法的路由路径过于单一所造成的负载不均、数据包平均延迟较大等问题。文章在借鉴已有的奇偶转向容错路由算法的基础上,对算法的故障模型和故障绕行策略进行优化,并在算法中融入负载均衡策略,以形成新的容错算法缓解上述问题。在9x9的2D mesh网络中对新提出的算法和参考算法的仿真结果表明：与参考算法相比,新算法在降低数据延迟和吞吐量方面有着明显的优势,在最优情况下能减少8.92%数据延迟和增加10.46%的吞吐量。     

改进的WPAN mesh路由协议

为实现网状（mesh）网在无线个人区域网（WPAN）中的应用,设计了一种基于WPAN mesh网络的二层路由协议算法。该算法引入“次优路由”和“二层路由”路由优化策略,进一步给出报文格式、路由协议模型及其模拟实现,并对协议进行性能分析比较。实验结果表明,该算法有效减小了路由的端到端跳数,较好地提高了报文发送比率和端到端通信效率。     

基于软件定义网络的卫星网络容错路由机制

鉴于卫星网络对安全性和应对故障的能力有很高的要求，引入了软件定义网络（SDN）技术，在网络中放置中央控制器来增强网络对故障的应对能力。首先，基于SDN的思想设计了一种卫星网络模型，计算了三层轨道上卫星运行的参数并构建星座；然后，采用分层路由的方法，设计了一种针对卫星网络的容错路由机制；最后，在Mininet平台上进行了仿真实验，将容错路由算法（FTR）的实验结果与基于链路感知的星间路由算法（LRSR）和多层卫星网络路由算法（MLSR）的实验结果进行了对比。对比结果表明，在网络中无损坏节点和链路的情况下，FTR的路由总延时比LRSR平均降低了6.06%，说明了引入SDN集中控制的有效性；FTR的丢包率比同样以最小延时为目标的MLSR降低了25.79%，说明了在网络模型中为中轨道（MEO）卫星设计临时存储路由机制的有效性。而当网络中节点和链路的失效情况比较严重时，FTR的路由总延时比LRSR降低了3.99%，比MLSR降低了19.19%；其丢包率比LRSR降低了16.94%，比MLSR降低了37.95%，说明了FTR的容错有效性。实验结果验证了基于SDN的卫星网络路由机制具有更好的容错能力。     

Mesh跳步容错路由算法

随着芯片集成度的提高,基于片上系统[1]（SoC）的片上网络（NoC）已成为芯片设计的重点。随着IP核的增多,节点和链路的故障率大大增加,这就使得运用容错以提高系统的可靠性成为NoC的设计重点。本文在对传统NoC容错技术的基础上,基于2D-Mesh拓扑结构,提出一种基于转弯模型（Turn Model）的跳步容错算法（Hop-Fault-Tolerant,HFT）,并在OPNET仿真平台对其进行仿真和性能分析。     

PRDT（2，1）架构的NoC系统容错路由算法

链路和节点的故障会导致网络中许多节点无法相互通讯,因此容错性是NoC系统设计中的一个重要问题。基于一种新的NoC网络拓扑结构PRDT（2,1）,提出一种PRDT（2,1）容错路由算法以及相应的节点失效算法。节点失效算法通过使较少数量的无故障节点失效来构造矩形故障区域,PRDT（2,1）容错路由算法仅使用了最小数量的虚拟通道并提供足够的自适应性以实现无死锁容错路由。只要故障区域没有断开网络,这一算法能够保证路由的连通性。算法在不同故障率的PRDT（2,1）网络中仿真,结果显示这一算法具有良好的平滑降级使用特性。     

一个高效完全自适应路由器的设计

路由器在大规模并行处理机（MPP）系统中对互连网络通信性能和系统性能的发挥起着关键作用。根据全自适应路由算法BNP设计框架,给出Mesh上一类基于BNP的全自适应路由算法BBFAM（thBNR-based fully adaptive algorithms on mesh);同时提出并采用动态优先级流控,“自由度”通道选择策略,设计了一个基于BNR,简洁,低代价的高效完全自适应路由器BFR（the BNR-based fully adaptive router),并采用Aletera CPLD器件构造了原型系统。     

NGI中一种混合智能预防式容错QoS单播路由模式

IP／DWDM（IP over Dense Wavelength Division Multiplexing）光Internet是下一代互联网NGI（Next GenerationI nternet）主干网的主要组网技术之一。在IP／DWDM光Internet中，如何提高其容错能力同时改善其QoS（Quality of Service）是需要解决的主要问题，容错QoS路由是行之有效的解决方法之一。本文采用预防式容错策略，基于蚁群算法和遗传算法相结合的混合智能算法，设计了一种容错QoS单播路由模式。仿真研究表明，该模式是可行和有效的，具有较好的性能。     

二维网格中基于最小通路区的自适应和最小容错路由算法

网格结构是并行与分布式处理中最流行的一种网络拓扑结构。在存在故障的情况下，如何设计具有最优性的容错路由算法一直是研究的热，点问题。本文研究了采用故障块模型的二维网格的最小路由问题，提出存在最小通路的一个充分必要条件。基于最小通路区（RMP）的概念，提出一种自适应的最小容错路由算法。如果源节点和目的节点之间存在最小通路区，则在最小通路区中进行自适应最小容错路由；反之，则采用多阶段最小容错路由。主要思想就是在存在故障的情况下，尽量保证路由算法能走最短路径。因为只要求知道每个节点的局部信息，故算法是分布式的。     

基于预测时延的无线mesh网络组播路由算法

通过对无线mesh网络的特性分析及其对路由的影响,提出一种基于预测时延的路由选择的组播路由算法,该算法通过选择从源节点到目的节点传输时延最小的路径,通过路径合并,形成组播路由树。这种路由算法具有低时延QoS保障能力,并具有局部修复能力。基于NS2对算法进行仿真,结果证明了算法的有效性。     

基于裂痕故障块的自适应容错路由表算法

基于裂痕故障块的二维网格自适应容错路由算法是一种有效的容错算法,不仅能够解决活锁问题,而且克服了传统故障块模型中状态良好的节点不能参与路由的缺陷,但同时具有明显的缺点：每次路由到以故障块边界节点为根节点的内部树时,都需要遍历此内部树,因此算法的路由长度并不是最短的。针对上述问题,提出基于裂痕故障块的自适应容错路由表算法,其中路由表由裂痕故障块内部树上的节点创建,通过路由表上保留的有用消息决定是否遍历内部树。实验结果证明,随着网格规模的扩大,该算法最大可减少70％的平均路由长度,并且其实现简单,可以有效地延长网络寿命。     

基于局部故障块三维mesh/torus网的容错路由

当系统包含很少的故障点时．mesh/torus网整个系统就有可能是不可靠的．该文采用扩展的局部可靠性信息来指导三维mesh／torus网的容错路由．扩展的局部可靠性信息在每个平面内部对无故障节点分类，所以系统中的故障块也是在不同的平面上构成的，而不是基于整个系统．很多基于整个系统不可靠的节点在二维的平面中都会变成可靠的节点．不管是在可靠的系统内，甚或不可靠的系统内，扩展的局部可靠性信息都能有效地指导容错路由．不同于以往的方法，作者的方法不会将任何无故障节点设置为无效节点．所有的故障块都是在平面内构成的，而不是基于整个系统；在一个平面内．任何包含在故障块里的无故障节点仍然可作为出发点或者目标点，这样将大大提高系统的计算能力和性能．模拟结果表明该文方法大大优于已有的方法．     

A theory of fault-tolerant routing in wormhole networks

Fault-tolerant systems aim at providing continuous operation in the presence of faults. Multicomputers rely on an interconnection network between processors to support the message-passing mechanism. Therefore, the reliability of the interconnection network is very important for the reliability of the whole system. This paper analyzes the effective redundancy available in a wormhole network by combining connectivity and deadlock freedom. Redundancy is defined at the channel level. We propose a sufficient condition for channel redundancy, also computing the set of redundant channels. The redundancy level of the network is also defined, proposing a theorem that supplies its value. This theory is developed on top of our necessary and sufficient condition for deadlock-free adaptive routing. The new theory also considers the failure of physical channels when virtual channels are used. Finally, we propose a methodology for the design of fault-tolerant routing algorithms, showing its application to n-dimensional meshes     

WMN中拜占庭容错网络结构及算法

为提高无线Mesh网络(WMN)的可靠性,以可信计算领域中的拜占庭容错原理为基础,引入拜占庭单元概念,构建一个WMN拜占庭容错网络结构,并提出一种拜占庭算法,用以改进现有WMN路由协议.仿真结果表明,改进的路由协议能对异常节点信息进行容错处理,获得正确的节点信息,增强网络的容错能力,达到提升WMN可靠性的目的.     

VTFTR：高维胖树中的无死锁容错路由算法

随着近年来高性能计算系统规模的急剧扩大,高性能互连网络的可靠性成为愈发重要的问题。高维胖树是一种结合了胖树与多维环网优点的网络拓扑结构,凭借其良好的可扩展性与网络性能在E级时代具有广阔的应用前景。然而,目前关于高维胖树中容错路由算法的相关研究较为有限,其可靠性问题亟待解决。为提高高维胖树拓扑在高性能互连网络中的容错能力,进一步提高对应超算系统的运行效率,提出一种用于高维胖树中叶交换机故障的容错路由算法VTFTR。该算法结合转向模型与虚通道切换的思想,通过严格控制报文在无故障路径与容错路径中的转向,使用少量的容错虚通道与额外跳步实现高维胖树中的无死锁容错。实验结果表明,在单点故障情况下,VTFTR算法的容错路径较对比算法有2~4个跳步的减少,在4 096个节点规模的网络中,当叶交换机故障数量为10时,在故障叶交换机不同的分布情况下,该算法能够以1.4%~2.0%的吞吐率下降作为代价来保持全网无故障节点之间的互连。     

二维mesh上的自适应容错路由算法

基于故障块模型提出了二维ｍｅｓｈ上的自适应无死锁容错路由算法。该算法将网络分为两个虚拟网络ＶＩＮ０和ＶＩＮ１。消息根据源与目的节点的相对位置判断进入哪一个虚拟网络。消息在没有遇上故障时经由最短路径路由。算法的容错技术是基于故障环和故障链的概念。最后,将该算法与另一个二维ｍｅｓｈ上的容错路由算法ｆ－ｃｕｂｃ２进行性能比较。     

Fault-Tolerant Wormhole Routing with 2 Virtual Channels in Meshes

In wormhole meshes, a reliable routing is supposed to be deadlock-free and fault-tolerant. Many routing algorithms are able to tolerate a large number of faults enclosed by rectangular blocks or special convex, none of them, however, is capable of handling two convex fault regions with distance two by using only two virtual networks. In this paper, a fault-tolerant wormhole routing algorithm is presented to tolerate the disjointed convex faulty regions with distance two or no less, which do not contain any nonfaulty nodes and do not prohibit any routing as long as nodes outside faulty regions are connected in the mesh network. The processors＇ overlapping along the boundaries of different fault regions is allowed. The proposed algorithm, which routes the messages by X-Y routing algorithm in fault-free region, can tolerate convex fault-connected regions with only two virtual channels per physical channel, and is deadlock- and livelock-free. The proposed algorithm can be easily extended to adaptive routing.     

一种基于单播的大规模Mesh网络容错多播路由新算法

本文基于k-Mesh子网连通的概念提出一种基于局部信息和分布式的Mesh网络容错多播路由算法：该算法的基本思想是把大规模的Mesh网络分成若干个较小的子网，多播消息只在各子网间进行路由，并由各子网独立完成操作。该算法的时间复杂性是线性的，模拟结果表明多播路由算法的多播时间步接近网络的直径。