和网络拓扑结构的扩大，应用该传输方法的网络在减小延迟方面的性能也会随之提 局。
[0116] 本多播传输方法在减小网络传输总延迟方面的优点主要得益于其分区方法的设 计，该分区方法综合考虑了当前网络中影响传输总延迟的各个参数，能够根据当前网络状 态，从总延迟的角度出发权衡启动延迟和网络延迟运两个方面，动态地选择适用于当前网 络的最优分区个数，并根据源节点位置划分出最优的分区结构。在完成分区的基础上，根据 分区特性对各个子分区中的信息进行路由，形成完整的多播传输方法，实现网络中多播信 息的并行传输。应用上述多播传输方法可W尽可能地减小多播传输的总延迟，提高网络传 输效率，优化并行通信性能。
【主权项】
1. 一种基于三维片上网络的多播传输方法，其特征在于包括如下步骤： a) 找出源节点所在的网络层，在源节点层的四个边界点中任意确定一个为原点，根据 该原点规定初始X、Y、Z轴方向，并根据源节点所在位置按相应的标签分配法为该层所有节 点分配标签，从O标签开始； b) 在已分配标签的基础上应用二分区法将全局网络以源节点为中心划分为两部分： 高分区和低分区，并通过比较分区中的节点个数找出这两个分区中较大的分区和较小分 区； c) 根据传输的数据包长度、较大分区的网络大小和网络流水线结构级求得较大分区的 最优子分区个数并判断较大分区是否需要分区，并得到该分区中子分区最理想的最大节点 个数和最小节点个数； d) 判断较小分区是否应该被划分，并根据传输的数据包长度、较小分区的网络大小和 网络流水线结构级求得较小分区的最优子分区个数以及该分区中子分区最理想的最大节 点个数和最小节点个数； e) 分别在需要划分子区域的分区中寻找源节点层子分区的划分起始列和划分顺序； f) 分别在需要划分子区域的分区中初始划分当前子分区； g) 判定当前子分区在该分区最后一层上的列数，使得子分区中的节点个数尽可能的接 近理想值，并划分相应的列至该子分区，完成当前子分区的全部划分； h) 重复e)，f)，g)的操作直至该分区中倒数第二个子分区分区完成，将该分区所有余 下的节点划分至该分区的最后一个子分区中。至此，分区划分完毕。 i) 在网络分区完成的基础上，对各个子分区中的信息进行路由，完成网络中信息的传 输。2. 根据权利要求1所述的一种基于三维片上网络的多播传输方法，其特征在于：所述 的步骤a)进一步包括以下步骤： al)找出源节点所在的网络层，在源节点层的四个边界点中任意确定一个为原点，根据 该原点规定初始X、Y、Z轴方向； a2)如果源节点的y轴坐标等于O Sy_，x轴坐标不等于Xnix，且不为原点（0,0)，所有 X坐标为偶数的节点标签为L(X，y) = bXx+y，标签分配完毕后，交换X，Y轴； a3)如果源节点的y轴坐标等于〇Sy_，x轴坐标不等于1_，且不为原点（0,0)，所有 X坐标为奇数的节点标签为L (X，y) = b X χ+b-y-l，标签分配完毕后，交换X，Y轴； a4)如果源节点的y轴坐标不等于O或丫_;或y轴坐标等于O或y _且X轴坐标等于 Xmax，所有y坐标为偶数的节点标签为Ux，y) = aXy+x ; a5)如果源节点的y轴坐标不等于O或丫_;或y轴坐标等于O或y _且x轴坐标等于 Xmax，所有y坐标为奇数的节点标签为L(x，y) = aXy+a-χ-Ι ; a6)如果源节点为原点（0,0)，所有y轴坐标为奇数的节点标签为L(x，y) = aXy+x， 标签分配完毕后调换X轴方向； a7)如果源节点为原点（0,0)，所有y轴坐标为偶数的节点标签为L(x，y)= aXy+a-x-1，标签分配完毕后调换X轴方向。3. 根据权利要求1所述的一种基于三维片上网络的多播传输方法，其特征在于：所述 的步骤b)进一步包括以下步骤： bl)将标签大于源节点标签的节点以及所有z轴坐标大于源节点z轴坐标的节点划分 为尚分区； b2)将标签小于源节点标签的节点以及所有z轴坐标小于源节点z轴坐标的节点划分 为低分区； b3)比较高分区和低分区中的节点数，找出节点数较多的分区作为较大分区，找出节点 数较少的分区作为较小分区。4. 根据权利要求1所述的一种基于三维片上网络的多播传输方法，其特征在于：所述 的步骤c)进一步包括以下步骤： cl)计算较大分区中节点总个数N1，对理想传输总延迟公式求极小值，得到较大分区中 最优的分区个数为，Ii1取最邻近的整数，n i大于1则需要分区，否则较大分区不 需要分区。 c2)如果最优的分区个数大于总列数，那么调整最优分区个数叫为总列数X _+1。 c3)较大分区中各子分区中理想的最大和最小节点个数计算为，5. 根据权利要求1所述的一种基于三维片上网络的多播传输方法，其特征在于：所述 的步骤d)进一步包括以下步骤： dl)将较小分区中的总路径长度与较大分区中的最长路径长度比较，即比较较小分区 中的总节点个数队和的大小。如果队不大于较大分区中的最 长路径长，则较小分区不需进一步分区，最优分区个数112为1 ; d2)如果队大于较大分区中的最长路径长，则较小分区需进一步分区，该分区的最优分 区个数计算为d3)较小分区中各子分区中理想的最大和最小节点个数计算为，O6. 根据权利要求1所述的一种基于三维片上网络的多播传输方法，其特征在于：所述 的步骤e)进一步包括以下步骤： el)如果即将划分的分区是高分区，在源节点层按列为单位，以节点标签为基准的划分 顺序为升序，即第一子分区起始列的最后一行的节点标签是该行节点标签中最小的； e2)如果即将划分的分区是低分区，在源节点层按列为单位，以节点标签为基准的划分 顺序为降序，即第一子分区起始列的第一行的节点标签是该行节点标签中最大的。7. 根据权利要求1所述的一种基于三维片上网络的多播传输方法，其特征在于：所述 的步骤f)进一步包括以下步骤： Π )将需进一步划分的分区中的子分区按指定划分顺序按列划分，从源节点层开始划 分一列； f2)判断该分区中相邻层上与当前层已划分列的最后一列X轴相同的列是否已被划 分； f3)如果该列已被划分，则按划分顺序在当前层上再划一列。然后回f2)步骤进行判 断； f4)如果该列未被划分，则划分该分区相邻层该列至当前子分区中，并将相邻层作为当 前层； f5)判断该分区中是否每层都已被划分，如果该分区中还有层未被划分到，则回f2)步 骤继续划分。否则结束该子分区的初始划分。8. 根据权利要求1所述的一种基于三维片上网络的多播传输方法，其特征在于：所述 的步骤g)进一步包括以下步骤： gl)计算当前该子分区已有节点的个数，包括该分区最后一层上已划分的一列的节点 数； g2)将已有节点的个数与该分区理想的最小子分区节点个数比较，如果已有节点个数 小于理想的最小子分区节点个数，则权衡增加最后一层上的列数至节点个数最接近理想的 子分区节点数； g3)如果已有节点个数大于理想的最小子分区节点个数，则最后一层上的列数维持1 不变； g4)根据判定得到的该子分区在最后一层上的列数按其所在分区规定的顺序划分相应 列至该子分区中，完成该子分区的全部划分。9. 根据权利要求1所述的一种基于三维片上网络的多播传输方法，其特征在于：所述 的步骤i)进一步包括以下步骤： Π )在源节点层上，信息使用哈密顿路径在各个子分区中传输，即根据源节点层节点的 编号顺序进行信息传输，如果子分区属于高子分区，则信息在源节点层按标签升序进行传 输。 12) 如果子分区属于低子分区，则信息在源节点层按标签降序进行传输。 13) 在其余网络层上，信息按YXZ路径在各个子分区中传输，即信息在传输时Y轴方向 上的传输优先级高于X轴方向的优先级，而X轴方向上的优先级高于Z轴方向的优先级。
【专利摘要】本发明公开了一种基于三维片上网络的多播传输方法。本发明根据传输的数据包和网络结构大小，权衡启动延迟和网络延迟这两个延迟性能参数选择最优的分区个数，并根据源节点在网络中的位置，以源节点为中心划分最优的分区结构，在完成分区的基础上对各个子分中的信息进行路由传输。本发明克服了以往网络传输总延迟的缺陷，能动态地根据当前网络状态选择最优的分区方法，并结合分区方法完成各子分区的路由传输，从而均衡网络中各分区的路径长度，尽可能地减小多播传输的总延迟，优化并行通信性能。随着传输信息的数据包大小和网络拓扑结构的扩大，应用该方法的网络在减小延迟方面的性能也会随之提高，有利于提高不断扩展的三维片上网络的通信效率。
【IPC分类】G06F15/173
【公开号】CN105183693
【申请号】CN201510272323
【发明人】周磊, 魏琳
【申请人】扬州大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年5月26日