适用并行运算的无交换器网络建构系统及方法【
技术领域：
】[0001]本发明涉及一种计算机网络的
技术领域：
，特别涉及一种适用并行运算的无交换器网络建构系统及方法。【
背景技术：
】[0002]高性能计算机或计算机系统的需求需要提供硬件和软件的最佳化使用，并利用包含一个或多个微处理器和存储器的处理节点来实现。这些计算机系统有时被称作共享多处理器系统，在一个共享的多处理器计算机系统中，视处理器为网络节点以相互连接，使它们可以彼此进行通信，以共享操作系统、资源、数据、存储器等。[0003]并行运算计算机系统的随着计算机节点数增加，节点间网络通信会大幅度增加，为了使两两节点之间的通信速度增快，会使用交换器来作为各节点间通信之用。然而，节点的数量愈大，所使用的交换器的数量就愈多，而使用例如胖树（FatTree)结构的交换器的层数亦会增加，因而造成整个网络系统的结构相当复杂，且网络系统的成本亦会增加。【
发明内容】[0004]有鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种适用并行运算的无交换器网络建构系统及方法，其建构的网络系统经算法计算而获得两两节点之间的最短路径，而达到两两节点之间的通信速度更为快速，而可以不使用交换器或部分不使用交换器来进行两两节点之间的通信，因此整个网络系统的结构变得简单，且网络系统的成本亦不会增加。[0005]本发明的第一方面提供一种适用并行运算的无交换器网络建构系统，其包括：[0006]多个节点，每一节点是一单核芯片、一处理器、一计算机、一组计算机的内部最佳化组及一计算机中心的其中一个，每一节点内建有一路由表，根据该路由表于该等节点中的任一起始节点及任一目的节点间进行通信传输；[0007]其中，该路由表的建立包括下列步骤：[0008]计算该等节点中一起始节点及一目的节点间的传输路径的一最短路径，其中该最短路径是无中继节点或有至少一个中继节点于该起始节点及该目的节点之间；[0009]移除该最短路径中的该起始节点及第一中继节点间的传输路径，找出该起始节点及该目的节点间的传输路径的另一最短路径，而该另一最短路径重复此步骤找出该起始节点及该目的节点间的其它的最短路径；以及[0010]依据该等节点中任一该起始节点及任一该目的节点间的所有最短路径建立该路由表。[0011]本发明的第二方面是提供一种适用并行运算的无交换器网络建构方法，其应用于一无交换器网络建构系统，该无交换器网络建构系统包括多个节点，每一节点是一单核芯片、一处理器、一计算机、一组计算机之内部最佳化组及一计算机中心的其中一个，该方法包括下列步骤：[0012]将一路由表存放在该等节点的每一节点中；以及[0013]由该无交换器网络建构系统根据该路由表于该等节点中的任一起始节点及任一目的节点间进行通信传输；[0014]其中，建立该路由表包括下列步骤：[0015]计算该等节点中一起始节点及一目的节点间的传输路径的一最短路径，其中该最短路径无中继节点或有至少一个中继节点于该起始节点及该目的节点之间；[0016]移除该最短路径中的该起始节点及第一中继节点间的传输路径，找出该起始节点及该目的节点间的另一最短路径，而该另一最短路径重复此步骤找出该起始节点及该目的节点间的其它的最短路径；以及[0017]依据该等节点中任一该起始节点及任一该目的节点间的所有最短路径建立该路由表。【附图说明】[0018]图1为本发明的适用并行运算的无交换器网络建构系统的节点架构示意图；[0019]图2为本发明的适用并行运算的无交换器网络建构方法的流程图；以及[0020]图3为本发明的建立路由表的方法的流程图。【具体实施方式】[0021]为使本领域技术人员能更进一步了解本发明，下文特列举本发明的优选实施例，并配合附图，详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。[0022]图1为本发明的适用并行运算的无交换器网络建构系统的节点架构示意图。在图1中，无交换器网络建构系统包括多个节点（节点编号1、2、-·、16)，每一节点为一单核芯片（singlecoreonchip)、一处理器、一计算机、一组计算机的内部最佳化组（agroupofinternallyoptimizedgroupofcomputers)或一计算机中心(acomputationalcenter)，每一节点内建有一路由表（routingtable)。无交换器网络建构系统根据路由表的传输路径的数据在该等节点中的任一起始节点及任一目的节点间进行通信传输。[0023]本发明的实施例以16个节点为例说明无交换器网络建构系统的通信操作，但该节点数量并非局限本发明，本发明的无交换器网络建构系统的节点数量可高达数千个或甚至超过万个节点数量。[0024]路由表的通信路径的起始节点及目的节点间的最短路径的计算利用一穷举法、一迪科斯彻算法（Dijkstra'salgorithm)或一法弗洛伊德（Floyd-Warshall)算法算法等算法以建立该路由表的路径数据。[0025]首先由上述的算法计算网络建构系统的任意两节点A至B(起始节点至目的节点）间的最短路径，在找到节点A至B间的最短路径之后，将节点A与连接节点A的节点（即第一中继节点）间的连接路径予以切断，再以少掉此连接路径的拓朴寻找节点A至B间的另一最短路径，重复前述的步骤，将另一最短路径的节点A与连接节点A的另一第一中继节点间的连接路径予以切断，再以少掉此连接路径的拓朴寻找节点A至B间的所有其它的最短路径。[0026]再者，若节点A至B间的最短路径的节点A与第一中继节点间的所有连接路径都已经被考虑过，便开始考虑删掉节点A至B间的最短路径的第二层路径（第一中继节点及连接第一中继节点的第二中继节点间的连接路径）、第三层路径（第二中继节点及连接第二中继节点的第三中继节点间的连接路径）、…，并以上述寻找最短路径方式以找出节点A至B间分别对应于第二层路径、第三层路径、…的最短路径。如此循环，便可以找到节点A至B间的η个最短路径，η可以是使用者自己订定的正整数。[0027]当拓朴大、节点数多的时候，计算最短路径会是一个计算负担很重的问题。但当网络节点的连接数量很平均、结构最佳化之后，可以考虑不要以节点的起点与终点为条件来设定通信路径的路由，而可简化地考虑目前节点与次一节点间连接路径来作为通信路径的路由。[0028]图1的节点架构是经Dijkstra's算法计算获得下述一组两两节点间的最短路径：[0029]14-15,14-15-2,14-4,14-4-1，14-15-7,14-11-16,14-1卜9,14-5-8,14-5，14-15-12,14-11，14-11-10,14-5-6,14-4-13,14-4-3,15-14,15-2,15-14-4,15-2-1，15-7,15-2-16,15-12-9,15-7-8,15-14-5,15-12,15-14-11，15-12-10,15-7-6,15-12-13，15-2-3,2-15-14,2-15,2-卜4,2-1，2-15-7,2-16,2-卜9,2-3-8,2-15-14-5,2-15-12，2-16-11，2-3-10,2-卜6,2-16-13,2-3,4-14,4-14-15,4-1-2,4-1，4-14-15-7,4-13-16，4+9,4-3-8,4-14-5,4-13-12,4-14-11，4-3-10,4+6,4-13,4-3,1-4-14，卜2-15,1-2，卜4，卜6-7,卜2-16,1-9,1-9-8,1-6-5,1-9-12,卜9-11，1-6-10,卜6，卜4-13,1-2-3，7-15-14,7-15,7-15-2,7-15-14-4,7-6-1，7-16,7-8-9,7-8,7-8-5,7-15-12,7-16-11，7-6-10,7-6,7-16-13,7-8-3,16-11-14,16-2-15,16-2,16-13-4,16-2-1，16-7,16-11-9，16-7-8,16-13-5,16-13-12,16-11，16-11-10,16-7-6,16-13,16-2-3,9-11-14,9-12-15，9-卜2,9-卜4,9-1，9-8-7,9-11-16,9-8,9-8-5,9-12,9-11，9-12-10,9-卜6,9-12-13，9-8-3,8-5-14,8-7-15,8-3-2,8-3-4,8-9-1，8-7,8-7-16,8-9,8-5,8-9-12,8-9-11，8-3-10,8-7-6,8-5-13,8-3,5-14,5-14-15,5-14-15-2,5-14-4,5-6-1，5-8-7,5-13-16，5-8-9,5-8,5-13-12,5-14-11，5-6-10,5-6,5-13,5-8-3,12-15-14,12-15,12-15-2，12-13-4,12-9-1，12-15-7,12-13-16,12-9,12-9-8,12-13-5,12-9-11，12-10,12-10-6，12-13,12-10-3,11-14,11-14-15,1卜16-2,1卜14-4,1卜9-1，11-16-7,11-16,11-9，1卜9-8,11-14-5,11-9-12,11-10,11-10-6,11-16-13,1卜10-3,10-11-14,10-12-15，10-3-2,10-3-4,10-6-1，10-6-7,10-11-16,10-12-9,10-3-8,10-6-5,10-12,10-11，10-6，10-12-13,10-3,6-5-14,6-7-15,6-卜2,6-卜4,6-1，6-7,6-7-16,6-1-9,6-7-8,6-5，6-10-12,6-10-11，6-10,6-5-13,6-10-3,13-4-14,13-12-15,13-16-2,13-4,13-4-1，13-16-7,13-16,13当前第1页1 2