一种基于交换的交叉双折叠立方体网络结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及互联网络结构领域，特别是设及一种基于交换的交叉双折叠立方体网 络结构。
【背景技术】
[0002] 分布式并行计算指的是空间上的并行，具体是用多个处理器并发的执行计算，在 进行大型科学研究或者解决大规模计算量的工程问题时分布式并行计算发挥了重要的作 用，尤其是高维度的复杂技术问题，如地质资料模拟、大气数据处理，核武器研制模拟实验 等。与串行计算相比，并行计算具有快速度，高精度，高时效的特点。
[0003]想要实现并行计算，首先要构建并行计算系统。并行计算系统是靠网络将各个处 理机或处理器连接起来的，处理单元间有着固定连接的网络，在程序执行期间，该种点到点 的链接保持不变，典型的静态网络有一维线性阵列、二维网孔、树连接、立方体网络、立方 环、洗牌交换网、蝶形网络等。并行网络是影响并行计算的重要因素，多个结点间的通信开 销由于网络结构的不同会大程度地影响计算的效率。所W研究设计并行网络的拓扑结构， 切换技术，流量控制和路由算法，从不同角度影响互联网络的性能。
[0004]现有的网络结构或多或少具有网络开销大、网络负载不均衡、网络的成本因子与 已有的网络结构增加、并行计算效率低等缺点。
【发明内容】
[0005]本发明主要解决的技术问题是提供一种基于交换的交叉双折叠立方体网络结构， 通过提出了一种新型的静态网络结构，能有效处理各处理机或处理器之间的通信，缩短了 高维网络结构的半径的同时大量减少了并行处理系统的网络结构的硬件开销，网络结构的 成本因子较其他网络结构有显著下降，可W用于进行建立大型并行计算系统，在基于交换 的交叉双折叠立方体网络结构的普及上有着广泛的市场前景。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供一种基于交换的交叉双折叠立方体网络结构， 实现方法包括： (1)定义并行互联网络结构ECQ; 5(：巧枉々=〇/，巧，其中5马1^。^是所有网络结点的集合，
【主权项】
1. 一种基于交换的交叉双折叠立方体网络结构，基于并行互联网络结构ECQ，所述并 行互联网络结构ECQ为： ECQ(S,t) = (V,E)，其中S 是所有网络结点的集合， F = {??Η 丨巧為.，e (W)其中fe e[〇J))， J是网络中所有边的集合，s = ((V1A) I (VliV2) e「X FJ， S中由3种类型的边组成，分别记为Ep E2，E3,十表示二进制数异或操作， v[t乂I表示的是结点V的第y位到第X位的地址标识排列，规定Xy当且仅当 (j,j) e {(00,00),(10,10),(01,11),(11,01)}, 其中Ep E2，E3的定义分别是： 51. V1[0]#V2[0]，V1? V2=1， 52 :、[0] = %[0] = 0，ViG :1]= ν2[?:1]，将 vjs+n + l]和 ν2[ε+?:? + 1]分另Ij 表示为 13 =i3i-l ···*%和*3 =β w』e，判断?*和a1之间的连通性有如下规则：对于所有的StSll，当且 仅当存在一个叩幻^)，满足 (a ) βρ? ……。j， (b) , (c) 如果！是偶数，％_2 ， (d )对于 0 A S L(f - 1 / 2)」，a2i+Ai ~ d '2i+l fl'2i， :巧[0] = 6[0]=1，％[5 + ^； + 1] = \，2[5+之：? + 1]，将 vjtl]和 v2〇:l]分另 Ij 表示为 = 和Ι??^··』1。，判断a和乂之间的连通性有如下规则：对于所有的d，当且 仅当存在一个叩幻9)，满足 (θ ) ...bj = b t·^ ...b j, (f ) ?>ι-ι ·& |_1 , (g)如果I是偶数，h_a =h-2， (h )对于 0 i S )j7 - I2)」，~ 办? '2i， 其特征在于，实现方法包括： 定义基于交换的交叉双折叠立方体网络结构ECDFQ : 在所述并行互联网络结构ECQ的边Ep E2，E3基础上增加一种新类型的边馬， 馬的定义如下： E4 : Vj[0] = v2[0] = I ? Vj[s + i; ￡ + 1] = v2[^+^: ? + 1] ? νι[￡:?]=ν2[￡: 1] ? 得到 ECDFQ(M)=(V，E)，其中 s Μ， r = |巧為.，e {0,1}其中ie [cu),j e[cu)}， β = ((Vl,V2) I (ih%，2) e Fx F)。
2. 根据权利要求1所述的基于交换的交叉双折叠立方体网络结构，其特征在于，所述 边馬用于连接每个立方体中的距离最远的两个点。
3. 根据权利要求1所述的基于交换的交叉双折叠立方体网络结构，其特征在于，所述 基于交换的交叉双折叠立方体网络结构及工的网络结点总数是 2w+1。
4. 根据权利要求1所述的基于交换的交叉双折叠立方体网络结构，其特征在于，所述 基于交换的交叉双折叠立方体网络结构衣的边的数目是(5+^ + 3)2"^1。
5. 根据权利要求1所述的基于交换的交叉双折叠立方体网络结构，其特征在于，所述 基于交换的交叉双折叠立方体网络结构^^^^^仏^的度数是 1?3^5+1』+ 2)。
6. 根据权利要求1所述的基于交换的交叉双折叠立方体网络结构，其特征在于，所述 基于交换的交叉双折叠立方体网络结构的直径大小为
【专利摘要】本发明公开了一种基于交换的交叉双折叠立方体网络结构，包括：定义基于交换的交叉双折叠立方体网络结构ECDFQ。通过上述方式，本发明基于交换的交叉双折叠立方体网络结构，减少网络的开销，均衡网络负载，网络的成本因子与已有的网络结构有明显的下降，可以达到提高并行计算的效率的目的，在基于交换的交叉双折叠立方体网络结构的普及上有着广泛的市场前景。
【IPC分类】H04L12-28, H04L12-803
【公开号】CN104767693
【申请号】CN201510117708
【发明人】黄刘生, 孙嘉堃, 杨威, 陆潇榕, 戚名钰, 刘相言, 汪琦
【申请人】中国科学技术大学苏州研究院
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月18日