適用并行運算的無交換器網絡建構系統(tǒng)及方法【
技術領域：
】[0001]本發(fā)明涉及一種計算機網絡的
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，特別涉及一種適用并行運算的無交換器網絡建構系統(tǒng)及方法?！?br>背景技術：
】[0002]高性能計算機或計算機系統(tǒng)的需求需要提供硬件和軟件的最佳化使用，并利用包含一個或多個微處理器和存儲器的處理節(jié)點來實現(xiàn)。這些計算機系統(tǒng)有時被稱作共享多處理器系統(tǒng)，在一個共享的多處理器計算機系統(tǒng)中，視處理器為網絡節(jié)點以相互連接，使它們可以彼此進行通信，以共享操作系統(tǒng)、資源、數據、存儲器等。[0003]并行運算計算機系統(tǒng)的隨著計算機節(jié)點數增加，節(jié)點間網絡通信會大幅度增加，為了使兩兩節(jié)點之間的通信速度增快，會使用交換器來作為各節(jié)點間通信之用。然而，節(jié)點的數量愈大，所使用的交換器的數量就愈多，而使用例如胖樹（FatTree)結構的交換器的層數亦會增加，因而造成整個網絡系統(tǒng)的結構相當復雜，且網絡系統(tǒng)的成本亦會增加?！?br/>發(fā)明內容】[0004]有鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種適用并行運算的無交換器網絡建構系統(tǒng)及方法，其建構的網絡系統(tǒng)經算法計算而獲得兩兩節(jié)點之間的最短路徑，而達到兩兩節(jié)點之間的通信速度更為快速，而可以不使用交換器或部分不使用交換器來進行兩兩節(jié)點之間的通信，因此整個網絡系統(tǒng)的結構變得簡單，且網絡系統(tǒng)的成本亦不會增加。[0005]本發(fā)明的第一方面提供一種適用并行運算的無交換器網絡建構系統(tǒng)，其包括：[0006]多個節(jié)點，每一節(jié)點是一單核芯片、一處理器、一計算機、一組計算機的內部最佳化組及一計算機中心的其中一個，每一節(jié)點內建有一路由表，根據該路由表于該等節(jié)點中的任一起始節(jié)點及任一目的節(jié)點間進行通信傳輸；[0007]其中，該路由表的建立包括下列步驟：[0008]計算該等節(jié)點中一起始節(jié)點及一目的節(jié)點間的傳輸路徑的一最短路徑，其中該最短路徑是無中繼節(jié)點或有至少一個中繼節(jié)點于該起始節(jié)點及該目的節(jié)點之間；[0009]移除該最短路徑中的該起始節(jié)點及第一中繼節(jié)點間的傳輸路徑，找出該起始節(jié)點及該目的節(jié)點間的傳輸路徑的另一最短路徑，而該另一最短路徑重復此步驟找出該起始節(jié)點及該目的節(jié)點間的其它的最短路徑；以及[0010]依據該等節(jié)點中任一該起始節(jié)點及任一該目的節(jié)點間的所有最短路徑建立該路由表。[0011]本發(fā)明的第二方面是提供一種適用并行運算的無交換器網絡建構方法，其應用于一無交換器網絡建構系統(tǒng)，該無交換器網絡建構系統(tǒng)包括多個節(jié)點，每一節(jié)點是一單核芯片、一處理器、一計算機、一組計算機之內部最佳化組及一計算機中心的其中一個，該方法包括下列步驟：[0012]將一路由表存放在該等節(jié)點的每一節(jié)點中；以及[0013]由該無交換器網絡建構系統(tǒng)根據該路由表于該等節(jié)點中的任一起始節(jié)點及任一目的節(jié)點間進行通信傳輸；[0014]其中，建立該路由表包括下列步驟：[0015]計算該等節(jié)點中一起始節(jié)點及一目的節(jié)點間的傳輸路徑的一最短路徑，其中該最短路徑無中繼節(jié)點或有至少一個中繼節(jié)點于該起始節(jié)點及該目的節(jié)點之間；[0016]移除該最短路徑中的該起始節(jié)點及第一中繼節(jié)點間的傳輸路徑，找出該起始節(jié)點及該目的節(jié)點間的另一最短路徑，而該另一最短路徑重復此步驟找出該起始節(jié)點及該目的節(jié)點間的其它的最短路徑；以及[0017]依據該等節(jié)點中任一該起始節(jié)點及任一該目的節(jié)點間的所有最短路徑建立該路由表。【附圖說明】[0018]圖1為本發(fā)明的適用并行運算的無交換器網絡建構系統(tǒng)的節(jié)點架構示意圖；[0019]圖2為本發(fā)明的適用并行運算的無交換器網絡建構方法的流程圖；以及[0020]圖3為本發(fā)明的建立路由表的方法的流程圖?！揪唧w實施方式】[0021]為使本領域技術人員能更進一步了解本發(fā)明，下文特列舉本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并配合附圖，詳細說明本發(fā)明的構成內容及所欲達成的功效。[0022]圖1為本發(fā)明的適用并行運算的無交換器網絡建構系統(tǒng)的節(jié)點架構示意圖。在圖1中，無交換器網絡建構系統(tǒng)包括多個節(jié)點（節(jié)點編號1、2、-·、16)，每一節(jié)點為一單核芯片（singlecoreonchip)、一處理器、一計算機、一組計算機的內部最佳化組（agroupofinternallyoptimizedgroupofcomputers)或一計算機中心(acomputationalcenter)，每一節(jié)點內建有一路由表（routingtable)。無交換器網絡建構系統(tǒng)根據路由表的傳輸路徑的數據在該等節(jié)點中的任一起始節(jié)點及任一目的節(jié)點間進行通信傳輸。[0023]本發(fā)明的實施例以16個節(jié)點為例說明無交換器網絡建構系統(tǒng)的通信操作，但該節(jié)點數量并非局限本發(fā)明，本發(fā)明的無交換器網絡建構系統(tǒng)的節(jié)點數量可高達數千個或甚至超過萬個節(jié)點數量。[0024]路由表的通信路徑的起始節(jié)點及目的節(jié)點間的最短路徑的計算利用一窮舉法、一迪科斯徹算法（Dijkstra'salgorithm)或一法弗洛伊德（Floyd-Warshall)算法算法等算法以建立該路由表的路徑數據。[0025]首先由上述的算法計算網絡建構系統(tǒng)的任意兩節(jié)點A至B(起始節(jié)點至目的節(jié)點）間的最短路徑，在找到節(jié)點A至B間的最短路徑之后，將節(jié)點A與連接節(jié)點A的節(jié)點（即第一中繼節(jié)點）間的連接路徑予以切斷，再以少掉此連接路徑的拓樸尋找節(jié)點A至B間的另一最短路徑，重復前述的步驟，將另一最短路徑的節(jié)點A與連接節(jié)點A的另一第一中繼節(jié)點間的連接路徑予以切斷，再以少掉此連接路徑的拓樸尋找節(jié)點A至B間的所有其它的最短路徑。[0026]再者，若節(jié)點A至B間的最短路徑的節(jié)點A與第一中繼節(jié)點間的所有連接路徑都已經被考慮過，便開始考慮刪掉節(jié)點A至B間的最短路徑的第二層路徑（第一中繼節(jié)點及連接第一中繼節(jié)點的第二中繼節(jié)點間的連接路徑）、第三層路徑（第二中繼節(jié)點及連接第二中繼節(jié)點的第三中繼節(jié)點間的連接路徑）、…，并以上述尋找最短路徑方式以找出節(jié)點A至B間分別對應于第二層路徑、第三層路徑、…的最短路徑。如此循環(huán)，便可以找到節(jié)點A至B間的η個最短路徑，η可以是使用者自己訂定的正整數。[0027]當拓樸大、節(jié)點數多的時候，計算最短路徑會是一個計算負擔很重的問題。但當網絡節(jié)點的連接數量很平均、結構最佳化之后，可以考慮不要以節(jié)點的起點與終點為條件來設定通信路徑的路由，而可簡化地考慮目前節(jié)點與次一節(jié)點間連接路徑來作為通信路徑的路由。[0028]圖1的節(jié)點架構是經Dijkstra's算法計算獲得下述一組兩兩節(jié)點間的最短路徑：[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當前第1頁1 2