3維torus交換網絡中的節(jié)點設計與實現.pdf

1、數據交換的性能日益成為當前數據通信網絡發(fā)展的瓶頸。為了提高交換的效率，提升通信網絡的性能，通信網中的交換設備應具有大容量、易擴展以及高可靠性等特點。為了達到這些特點，需要在交換設備的核心部件——交換結構方面有所突破。多維互連網絡正好滿足上述的要求，并且在多處理器系統(tǒng)和并行計算領域已經有多年比較成熟的研究，因此有希望在大容量數據交換領域得到廣泛應用。本文的核心內容就是對應用于數據交換的多維互連網絡的節(jié)點進行研究，討論其功能需求和結構上的特

2、點，并且提出一種工程實現的方案。 本文首先簡要介紹了數據交換和多處理器系統(tǒng)兩種應用的相似性和不同之處，并結合數據交換技術的發(fā)展歷程，簡要探討了“移植”的可行性。關于多維互連網絡，有一些關鍵技術經過發(fā)展已相對成熟，如蟲孔路由、虛通道技術等，可以作為節(jié)點結構研究的基礎。此外，數據在多維互連網絡中傳送時，路由和資源調度是網絡的節(jié)點所應完成的主要功能。本文分別介紹了相關的技術和原理，為開展節(jié)點結構的設計做好鋪墊。 多維交換網絡的

3、節(jié)點結構主要是由網絡拓撲和所支持的交換技術決定的。依據多維數據交換的基本功能需求，本文提出了一種基于3維toms結構網絡拓撲、采用蟲孔路由并結合虛通道技術的交換網絡的節(jié)點結構，它可以實現簡單的維序路由算法和對節(jié)點資源進行合理的調度。在這一結構框架下，節(jié)點被劃分成數據平面和控制平面兩個部分，分別處理數據信號和控制信號，這使節(jié)點的結構更加清晰，功能更加明確。 接著，本文對節(jié)點的各種工作細節(jié)進行了詳細的討論。提出了基于時隙的工作模式，

4、將數據信號和控制信號以類似時分復用的方式在一條通信鏈路上交替?zhèn)鬏敚恢贫斯?jié)點所處理的數據格式，對各個字段的功能進行了定義；詳細描述了節(jié)點的工作流程，從而明確了各個模塊的設計要點；提出了一種有效的流量控制機制，以便在交換網絡中實現分組級和微片級的流量控制。這些細節(jié)都是研究節(jié)點的具體實現的基礎。 然后，本文采用自頂向下的硬件設計方法研究了節(jié)點的各個模塊的具體設計和實現方案。根據之前對節(jié)點工作細節(jié)的分析和總結，節(jié)點的各個功能模塊所應具