一种新的交叉立方体最短路径路由算法

Efe提出的交叉立方体(crossed cube)是超立方体(hypercube)的一种变型.交叉立方体的某些性质优于超立方体,比如其直径几乎是超立方体的一半.Efe提出了时间复杂度为O(n2)的交叉立方体最短路径路由算法.Chang等人扩展了Efe的算法,时间复杂度为O(n),它在路由的每一步有更多条边作为最短路径可供寻路选择.但这些边并没有包含全部可进行最短路径路由的边.文中给出了结点各边可进行最短路径路由的充要条件,并在此基础上提出了一种时间复杂度为O(n2)的交叉立方体最短路径路由算法,它在路由的每一步都将所有的最短路径边作为候选边.理论分析和实例表明它可输出任意一条最短路径.     

基于NPV广义超立方体最佳容错路由算法

在网络可靠性研究中,设计较好的容错路由策略、尽可能多地记录系统中最优通路信息,一直是一项重要的研究工作.超立方体系统的容错路由算法分为可回溯算法和无回溯算法.一般说来,可回溯算法的优点是容错能力强:只要消息的源节点和目的节点有通路,该算法就能够找到把消息传递到目的地的路径;其缺点是在很多情况下传递路径不能按实际存在的最短路径传递.其代表是深度优先搜索(DFS)算法.无回溯算法是近几年人们比较关注的算法.该算法通过记录各邻接节点的故障信息,给路由算法以启发信息,使消息尽可能按实际存在的最短路径传递.这些算法的共同缺点是只能计算出Hamming距离不超过n的路由.在n维超立方体系统连通图中,如果系统存在大量的故障,不少节点对之间的最短路径大于n,因此,这些算法的容错能力差.提出了一个实例说明采用上述算法将遗失60%的路由信息.另外,由于超立方体的结构严格,实际中的真正超立方体系统不多.事实上,不少的网络系统可转换为具有大量错误节点和错误边的超立方体系统.因此,研究能适应具有大量错误节点和错误边的超立方体系统的容错路由算法是一个很有实际价值的工作.研究探讨了:(1) 定义广义超立方体系统;(2) 在超立方体系统中提出了节点通路向量(NPV)概念及其计算规则;(3) 提出了中转点技术,使得求NPV的计算复杂度降低到O(n);(4) 提出了基于NPV的广义超立方体系统最佳容错路由算法(OFTRS),该算法是一种分布式的和基于相邻节点信息的算法.由于NPV记录了超立方体系统全部最优通路和次最优通路的信息,在具有大量故障的情况下,它不会遗漏任何一条最优通路和次最优通路信息,从而实现了高效的容错路由.在这一点上,它优于其他算法.     

一种交叉立方体网络的并行路由算法

Efe提出的交叉立方体是超立方体的一种变型，其某些性质优于超立方体。在高性能的并行计算机系统中，信息通过若干条内结点互不交叉的路径并行传输，这些路径的长度将直接影响并行计算的性能。该文提出了一种时间复杂度为o(n2)的交叉立方体网络并行路由算法，可输出源点u到目的点v的3条并行路径P0,P1,P2，并且满足：(1)|P0|= u到v的距离；(2)|Pi|≤u到v的距离+3(i=1,2)。这说明该算法是通信高效的。     

基于局部扭曲立方体的多播路由算法

局部扭曲立方体是一种新提出来用于并行计算的互联网络。经研究发现,局部扭曲立方体中已有最小路由算法存在着死锁。因此,在原有算法的基础上,提出了一种新的无死锁路由算法并给出了无死锁证明。利用将物理通道分成两条虚拟通道进而形成两个不相交的虚拟网络,将不同的点对之间的路由限定在某一个虚拟网络中,从而有效地避免了死锁的产生。同时,利用一个局部扭曲立方体可由两个低维子立文体和2-扭曲立方体构成这一性质,在局部的低维子立方体和2-扭曲立方体中均采用自适应路由,从而提高了算法的自适应性。在此基础上提出了一种多播路由算法。     

局部扭曲立方体单播容错路由算法

在n维局部扭曲立方体存在节点故障的情况下,基于路由能力的概念提出了一种单播容错路由算法,该算法首先寻找最短路径上满足路由能力值要求的邻接节点,其次寻找非最短路径上满足路由能力值要求的邻接节点。这样求得的容错路径首先是最优路径,其次为次优路径。     

基于超立方体容错路由算法分析*

基于超立方体的优良的拓扑性质,提出了一个应用于超立方体网络的容错路由算法.该容错路由算法是基于局部信息的,因为路由算法在路由过程中,只需要知道其邻节点的信息,而无须知道其他节点的出错情况.对于给定的源节点和目的节点,路由算法均能够找到一条最优容错路径,并且可以预防死锁.模拟实验结果表明,路由算法所构造的路由路径长度接近于两个节点之间的最优路径长度.     

交叉立方体内顶点不交叉路径长度的研究

Efe提出的交叉立方体（crossed cube）是超立方体（hypercube）的一种变型,其某些性质优于超立方体,比如其直径几乎是超立方体的一半.在高性能的并行计算机系统中,信息是通过若干条结点互不交叉的路径并行传输,并且网络中的结点和链路出错是不可避免的,因此这些路径的长度将直接影响并行计算的性能.本文对交叉立方体的内顶点互不交叉路径进行了研究,证明了以下结论：在n维交叉立方体CQn中任意两顶点u,v间存在n条内顶点互不交叉的路径, 使得（1）最短路的长度=u和v之间的距离, （2）所有路中的最长路径长度≤u和v的距离＋4. 这说明交叉立方体互连网络具有很好的并行通信性能和容错性能.     

交叉立方体网络上的一种双向搜索路由算法

交叉立方体是近年提出的一种互联网络。虽然直径大约是超立方体直径的一半,但由于节点连接方式比超立方体复杂,所以在交叉立方体中利用节点编码研究路由算法比在超立方体中复杂的多。针对交叉立方体互联网络节点编码的特点,在理论分析的基础上采用双向搜索的方法,给出了一个基于交叉立方体节点编码的多项式路由算法,证明了在交叉立方体上采用该算法求得的任意两节点间的路长不超过该交叉立方体的直径。     

点对点网络容错路由算法的概率分析

基于网络中结点错误概率 ,提出一种新的概率分析方法 ,对网络中点对点的路由算法的容错性概率、路径长度、算法复杂性进行严格的推导 .以超立方体网络为分析的网络拓扑 ,提出在其上的一个路由算法 .分析表明 :在所有实际规模的超立方体网络中 (其结点数可以高达十亿个 ) ,在相当大的结点出错概率 (可高达 8% )的情况下 ,路由算法可达到 99.9%的成功概率     

故障超立方体网络中的路由算法

针对超立方体结构的多处理机系统中存在故障的情况,提出了一个应用于超立方体网络的容错路由算法。该容错路由算法是基于局部信息的,只需要知道邻节点的状态,而无需知道整个网络的运行情况。对于给定的源节点和目的节点,路由算法均能够找到一条最优通路,并且可以预防死锁。模拟实验结果表明,路由算法所构造的路径长度接近于两个节点之间的最优路径长度。