蜂窝网络的无死锁虫孔容错路由算法研究

"蜂窝网络上的虫孔容错路由算法 (2007年) - 重庆大学学报(自然科学版) 文章编号: 1000-582X(2007)04-0102-06" 本文主要探讨了在蜂窝网络中的一种虫孔容错路由算法。蜂窝网络是一种并行多处理机的互连网络结构，它以平面拓扑的形式存在，节点连接度为3，相比二维网格结构更加简洁，利于布线。在这样的网络架构中，路由算法对于通信效率至关重要。 首先，文章提出了一种无故障情况下的最短路径单播路由算法。这种算法设计的目标是在网络中找到从源节点到目标节点的最短路径，以确保数据报文高效传输。无故障最短路径路由算法考虑了网络中的最小延迟，确保了报文能够在最少的跳数内到达目的地，从而提高了网络的整体性能。 接着，基于上述的无故障路由算法，作者引入了虚拟信道技术来设计一个能够应对凸形故障的容错路由算法。在虫孔路由中，由于报文被分割为多个微片并按顺序在通道中流动，一旦出现故障，可能导致整个报文的阻塞。虚拟信道技术通过将物理通道划分为多个逻辑通道（虚信道），使得即使某个通道出现故障，其他虚信道仍能保持通信，从而提高了网络的容错能力。这个容错路由算法仅依赖局部信息进行报文路由，降低了对全局网络状态的依赖，简化了路由决策过程。 并行处理系统在当前的计算机科学研究中占据重要地位，而互连网络是并行处理器之间通信的基础。直接网络通过报文交换实现节点间的通信，虫孔路由因其低延迟特性在很多高性能并行系统中被广泛采用，如Cray T3E、Intel Paragon和曙光系列。然而，虫孔路由易引发死锁问题，因此死锁避免策略是设计虫孔路由算法的关键。随着网络规模的扩大，故障发生的可能性增加，研究容错路由算法变得尤为重要。 虚拟信道技术在容错路由设计中起着关键作用，它通过增加网络的并发性和防止死锁，增强了系统的稳定性和可靠性。蜂窝网络的结构特性使其成为研究这类算法的理想平台，因为它在保持高效连接的同时，减少了物理连接的复杂性。 本文深入研究了蜂窝网络环境下虫孔路由的优化策略，尤其是面对故障时的容错机制，这对于构建更加健壮、高效的并行处理系统具有重要意义。