递归性多对多网络拓扑的制作方法
【专利说明】递归性多对多网络拓扑
[0001]优先权?目息
[0002]本申请要求于2012年7月27日由YolinLih等人提交的、美国临时专利申请号为61/676，587、发明名称为“递归性多对多网络拓扑”的美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
[0003]关于美国联邦政府资助的研发项目的声明
[0004]不适用。
[0005]缩微平片附件的引用
[0006]不适用。
【背景技术】
[0007]互连网络可以指在其组件或节点之间实现快速数据通信的任何系统。互连网络可以是任何交换机、路由器、处理器-存储器、输入/输出(1/0)、片上系统(SoC)、多芯片或其他网络。SoC可以指将计算机或其他复杂电子数据系统的全部功能整合到单独的集成电路或芯片上的系统。
[0008]互连网络中的数据可在所谓的事务中从一个节点交换到另一个节点。事务可包括请求数据、传输数据及确认收到数据等阶段。数据可以报文的形式进行交换，其中报文通常包括带有控制信息的头部及带有作为传输目标的数据的信息体。
[0009]网络拓扑可指互连网络或其他网络中的节点布局。拓扑设计可影响网络性能、成本、功耗及灵活性。例如，相对于第二种拓扑类型，第一种拓扑类型可允许更快地完成事务。然而，相对于第一种拓扑类型，第二种拓扑类型需要的硬件可能更便宜。因此，拓扑设计涉及到权衡许多因素，是网络实现的重要方面。
【发明内容】
[0010]在一个实施例中，本发明包括一种互连网络，包括:ΝΚ个节点，其中N为2或大于2的整数，表示网络的等级，各个节点包括N个端口，K为I或大于I的整数，表示网络的递归层次，其中预留N个端口可用于递归；及NK-1个节点集群，其中各个集群包括N个节点，各个集群内的各个节点直接与所述集群内的其余各个节点相连，且各个集群直接与至少一个其余集群相连。
[0011]在另一个实施例中，本发明包括一种互连网络，包括:多个集群间链路；多个集群内链路；及多个集群，其中各个集群通过集群间链路直接与至少一个其他集群相连，各个集群包括N个节点，N为2或大于2的整数，各个节点包括N个端口，各个节点通过集群内链路直接与同一集群内的其余各个节点相连，其中预留N个集群间链路可用于递归。
[0012]在再一个实施例中，本发明包括一种互连网络，包括:多个集群间链路；多个集群内链路；及多个集群，其中各个集群通过集群间链路直接与至少一个其余集群相连，第一集群集合内的各个集群包括N个节点，N为2或大于2的整数，所述第一集群集合内的各个节点包括N个端口，所述第一集群集合内的各个节点通过集群内链路直接与同一集群内的其余各个节点相连，各个其余集群是第二集群集合的组成部分，所述第二集群集合内的至少一个非一致性节点包括M个端口，M为2或大于2且不等于N的整数，所述第二集群集合内的各个节点通过集群内链路直接与同一集群内的至少一个其余节点相连，其中预留至少一个集群间链路可用于递归。
[0013]在再一个实施例中，本发明包括一种互连网络，包括:多个集群间链路；多个集群内链路；及多个集群，其中各个集群通过集群间链路直接与至少一个其余集群相连，第一集群集合内的各个集群包括N个节点，N为2或大于2的整数，所述第一集群集合内的各个节点包括N个端口，所述第一集群集合内的各个节点通过集群内链路直接与同一集群内的其余各个节点相连，各个其余集群是第二集群集合的组成部分，所述第二集群集合内的至少一个非一致性集群包括L个节点，L为2或大于2且不等于N的整数，所述第二集群集合内的各个节点通过集群内链路直接与同一集群内的至少一个其余节点相连，其中预留至少一个集群间链路可用于递归。
[0014]在再一个实施例中，本发明包括一种方法，包括:提供网络；为所述网络设计网络拓扑，其中所述拓扑包括NK个节点和NK-1个节点集群，N为2或大于2的整数，表示网络的等级，各个节点包括N个端口，K为I或大于I的整数，表示网络的递归层次，预留N个端口可用于递归，各个集群包括N个节点，各个集群内的各个节点直接与所述集群内的其余各个节点相连，各个集群直接与至少一个其余集群相连；及部署所述网络。
[0015]下文通过具体实施例结合附图及权利要求书进一步说明上述及其他特征。
【附图说明】
[0016]为了更完整地理解本发明，请结合附图及具体实施例参考以下简要说明，其中类似的附图标号表示类似的部件。
[0017]图1是具有环形拓扑的网络的示意图。
[0018]图2是具有环面拓扑的网络的不意图。
[0019]图3是本发明实施例的三级网络的示意图。
[0020]图4是本发明实施例的另一种三级网络的示意图。
[0021]图5是本发明实施例的再一种三级网络的示意图。
[0022]图6是本发明实施例的再一种三级网络的示意图。
[0023]图7是本发明实施例的四级网络的示意图。
[0024]图8是本发明实施例的另一种四级网络的示意图。
[0025]图9是本发明实施例的再一种四级网络的示意图。
[0026]图10是本发明实施例的再一种四级网络的示意图。
[0027]图11是本发明实施例的再一种四级网络的示意图。
[0028]图12是本发明实施例的五级网络的示意图。
[0029]图13是本发明实施例的另一种五级网络的示意图。
[0030]图14是本发明实施例的再一种五级网络的示意图。
[0031]图15是本发明实施例的六级网络的示意图。
[0032]图16是本发明实施例的另一种六级网络的示意图。
[0033]图17是本发明实施例的再一种六级网络的示意图。
[0034]图18是本发明实施例的非一致网络的示意图。
[0035]图19是本发明实施例的一种方法的流程图。
[0036]图20是本发明实施例的网络设备的示意图。
【具体实施方式】
[0037]一开始，应理解的是，尽管下文提供了一个或多个实施例的示例性实施方式，所公开的系统和/或方法可采用任何数量的当前已知或已存在的技术予以实现。本发明并不局限于下文说明的示例性实现方式、附图及技术，包括本发明所示并说明的示例性设计及实现方式，而可在随附的权利要求书范围及其同等范围内予以修改。
[0038]图1是具有环形网拓扑的网络100的示意图。所述网络100也可称为环网。所述网络100可包括16个节点110和16条链路120。术语“链路”可与术语“连接”互换使用，可指用于传输数据的任何物理或逻辑连接。链路可位于网络中的两个节点之间，且允许数据在这两个节点之间进行传输。等级数量可表示各个节点的端口数量。在所述网络100中，各节点110可包括两个端口，因此，所述网络100可称为二级网络。可见，各个节点有两个与其相关联的链路120，因而各个节点110包括两个端口。换言之，各个链路120可从相应节点110的端口开始。端口可与硬件成本相关联。因此，环网的优点在于其可提供相对较少端口，因此比其他拓扑网络的成本低。此外，环网可包括任何数量的节点，因此可以为任何长度。
[0039]然而，环网也有一些缺点。如图所示，各个节点110可具有只连接两个其他节点110的链路120。例如，节点1102可具有连接节点1101的链路1201和连接节点1103的链路1202。有时，可能会在非连续的两个节点之间发生数据事务。在这种情况下，数据报文可通过多个中间节点和链路。各个此类链路可称为一跳。例如，如果所述节点1101与所述节点1105之间存在事务，则报文可能需要通过节点1102、1103、1104及链路1201、1202、1203、1204。相应地，所述事务可能需要四跳。在所述网络100中，最长跳数，例如从节点1101至节点1109的跳数，可以为8。通常来说，包括N个节点的环网的最长跳数约为N/2、平均跳数约为N/4。因此，环网具有如下缺点，即相对于其他拓扑的网络，对于某些事务，环网可能需要相对更长的跳数。该更长的跳数可能导致延迟增加，所述延迟可称为完成事务的时延，因为报文必须经历更长的路径。此外，环网可能面临更多的报文争用及其他路由问题。来自不同事务的报文试图在同一时刻通过同一链路时，会发生报文争用，从而造成该链路的报文流量瓶颈。由于节点间缺少直接链路，报文争用会增多，因而即使报文的目的节点不