-12-9,13-5-8,13-5,13-12,13-16-11，13-12-10,13-5-6,13-4-3， 3- 4-14,3-2-15,3-2,3-4, 3-2-1，3-8-7,3-2-16,3-8-9,3-8,3-8-5, 3-10-12,3-10-11， 3-10,3-10-6,3-4-13
[0030] 平均路径长度：1.75
[0031] 此最短路径的每一列代表一组以Dijkstra' s算法计算找到的路径，在逗号之间 的一列数字列中的第一个数字为起始节点编号，最后一个数字为目的节点编号，中间有零 个以上的中间数字代表中继节点编号。
[0032] 图1的网络拓朴结构可以快速地被计算出两两节点间的距离矩阵，如表1所示，其 中表1的第一列及第一行中的数字表示节点编号，其余行列中的数字表示两两节点间的路 径距离。
[0033]
[0034] 表 1
[0035] 以图1为例，起始节点4与目的节点7间的最短路径的距离为3,该最短路径的连 接路径的节点编号为4-14-15-7。移除起始节点4与第一中继节点14间的连接路径之后， 找出节点编号为4-3-8-7的连接路径亦为最短路径，而其距离为3。再移除起始节点4与第 一中继节点3间的连接路径之后，找出节点编号为4-13-16-7的连接路径亦为最短路径，而 其距离亦为3。再移除起始节点4与第一中继节点13间的连接路径之后，又找出节点编号 为4-1-6-7的连接路径亦为最短路径。
[0036] 在上面的说明可知，该等第一中继节点14、3、13、1都是直接连接起始节点4的节 点，也可以称之为第一层的节点，图1很明显地表示在此拓朴中该四个直接连接起始节点4 的网络节点都可以提供到达目节点7的最短路径。
[0037] 在这个例子中，表示由起始节点4到目的节点7间的连接路径非但不只一条，而连 接起始节点4的四个第一中继节点14、3、13、1皆可以当第一个传送点。于是，起始节点4 把第一中继节点14、3、13、1同时当成传向目的节点7的最短路径的下一站（next hop)，并 将该等第一中继节点14、3、13、1存放在起始节点本身的路由表中。
[0038] 但是接下来的第一层节点来说，由该等第一中继节点14、3、13、1到达目的节 点7间的第一层最短路径都只有一条，亦即连接路径的节点编号分别是3-8-7、14-15-7、 13- 16-7以及1-6-7为第一层最短路径，故没有必要再继续删除第二层的路径来找出其它 层的最短路径。
[0039] 但在更复杂的网络中，有可能在第一层节点之后也可以找到多个最短路径，甚至 在第二层、第三层以及于许许多多更远的层都可以找到，并将最短路径的下一站的节点编 号存放在相应节点本身的路由表中。
[0040] 假使节点A到B间的最短路径的距离为4,或许可以在网络中找到多个距离为4的 η个最短路径。此程序可以无限循环找下去，也可以针对系统硬件资源的限制（例如路由器 存储器大小限制）设定η为一个数目上限，以避免影响网络在通信的过程中的效率。
[0041] 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。在说明图2的 流程步骤时参考图1的组件与表1及2。
[0042] 在图2中，首先将根据图1的节点数量利用穷举法、迪科斯彻算法或法弗洛伊德算 法等算法计算出一组两两节点的最短路径。将至少一个最短路径的本身节点编号与下一站 节点编号建立成一路由表，并存放相应的本身节点中（步骤S20)。
[0043] 建立路由表的数据如图3为本发明的建立路由表的方法的流程图所示。在图3中， 以图1的节点架构利用Di jkstra' s算法计算获得一组两两节点间的最短路径（步骤S30)。
[0044] 以图1的其中一个最短路径为例，该最短路径利用Di jkstra' s算法计算获得的节 点编号为4-14-15-7的连接路径。
[0045] 接着，移除起始节点4与第一中继节点14间的连接路径之后，找出节点编号为 4-3-8-7的连接路径亦为最短路径，而其距离为3。再移除起始节点4与第一中继节点3间 的连接路径之后，找出节点编号为4-13-16-7的连接路径亦为最短路径，而其距离亦为3。 再移除起始节点4与第一中继节点13间的连接路径之后，又找到节点编号为4-1-6-7的连 接路径亦为最短路径（步骤S32)。
[0046] 接下来，以该等第一中继节点14、3、13、1为第一层节点来说，找出第一中继节点 14到达目的节点7间的除了节点编号为14-15-7的连接路径之外的第一层最短路径，亦即 移除第一中继节点14与第二中继节点15间的连接路径之后，找出路径距离相同的第一层 最短路径，而连接路径的节点编号分别是3-8-7、14-15-7、13-16-7以及1-6-7亦以相同方 式找出第一层最短路径（步骤S34)。
[0047] 然而，该等第一中继节点14、3、13、1到达目的节点7间的第一层最短路径都只 有一条_，而无法找出第二条第一层最短路径，亦即连接路径的节点编号分别是3-8-7、 14- 15-7、13-16-7以及1-6-7为第一层最短路径，故没有必要再继续删除第二层的路径来 找出其它层最短路径。
[0048] 由上述说明，依据图1的网络节点中任一起始节点及任一目的节点间的所有最短 路径来建立路由表（步骤S36)，而将所建立的路由表存放图1的网络节点的每一节点中。
[0049] 为了节省路由表存储器的容量大小，每一节点的路由表的数据可以是记录最短路 径的本身节点编号与下一站节点编号，如上述例子，节点4的路由表的部分数据为本身节 点编号4与该等第一中继节点的编号14、3、13、1。
[0050] 再次参考图2,在路由表存放于无交换器网络建构系统的每一节点中后，由无交换 器网络建构系统根据路由表的传输路径的数据于图1的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（步骤S22)。
[0051] 本发明提供一种适用并行运算的无交换器网络建构系统及方法，其优点在于建构 的网络系统经算法计算而获得两两节点之间的最短路径，并找出为相同路径距离的其它最 短路径，将所有的最短路径的数据建立成为路由表以存放在每一节点中，无交换器网络建 构系统根据路由表的传输路径数据以达到两两节点之间的通信速度更为快速，而无需使用 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。
[0052] 虽然本发明已参照优选实施例及举例性附图叙述如上，然而其应不被视为限制性 者。本领域技术人员对其形态及实施例的内容做各种修改、省略及变化，均不离开本发明的 权利要求书的所主张范围。
【主权项】
1. 一种适用并行运算的无交换器网络建构系统，其包括： 多个节点，每一节点是单核芯片、处理器、计算机、一组计算机的内部最佳化组及计算 机中心的其中一个，每一节点内建有路由表，根据该路由表于所述节点中的任一起始节点 及任一目的节点间进行通信传输； 其中，该路由表的建立包括下列步骤： 计算所述节点中起始节点及目的节点间的传输路径的最短路径，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； 移除该最短路径中的该起始节点及第一中继节点的传输路径，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 依据所述节点中任一该起始节点及任一该目的节点的所有最短路径建立该路由表。2. 如权利要求1所述的无交换器网络建构系统，其中，该路由表的建立还包括下列步 骤： 移除所有最短路径中的两个相邻中继节点间的传输路径，找出相邻之前中继节点及该 目的节点间的多层的最短路径，将多层的最短路径建立于该路由表中。3. 如权利要求1所述的无交换器网络建构系统，其中，该起始节点及该目的节点间的 最短路径的计算是利用穷举法、迪科斯彻算法及法弗洛伊德算法的其中一个。4. 一种适用并行运算的无交换器网络建构方法，其应用于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，每一节点是单核芯片、处理器、计算机、一组计算机 的内部最佳化组及计算机中心的其中一个，该方法包括下列步骤： 将路由表存放在所述节点的每一节点中；以及 由该无交换器网络建构系统根据该路由表于所述节点中的任一起始节点及任一目的 节点间进行通信传输； 其中，建立该路由表包括下列步骤： 计算所述节点中起始节点及目的节点间的传输路径的最短路径，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； 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 依据所述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。5. 如权利要求4所述的无交换器网络建构方法，其中，建立该路由表的步骤还包括下 列步骤： 移除所有最短路径中的两个相邻中继节点间的传输路径，找出相邻之前中继节点及该 目的节点间的多层的最短路径，将多层的最短路径建立于该路由表中。6. 如权利要求4所述的无交换器网络建构方法，其中，利用穷举法、迪科斯彻算法及法 弗洛伊德算法的其中一个计算该起始节点及该目的节点间的最短路径。
【专利摘要】一种适用并行运算的无交换器网络建构系统及方法，该系统包括：多个节点，根据该路由表于该等节点中的两两节点间进行通信传输；其中，路由表的建立包括下列步骤：计算该等节点中的两两节点间的传输路径的最短路径，其中最短路径无中继节点或有至少一个中继节点于两两节点之间；移除最短路径中的起始节点及第一中继节点间的传输路径，找出起始节点及目的节点间的另一最短路径，而另一最短路径重复此步骤找出起始节点及目的节点间的其它的最短路径；以及依据该等节点中任一起始节点及任一目的节点间的所有最短路径建立路由表。
【IPC分类】G06F15/173
【公开号】CN105138493
【申请号】CN201510298576
【发明人】黄吉川, 梁启修, 陈昱廷
【申请人】黄吉川
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年6月3日
【公告号】US20150350057