دانلود مقاله کارایی الگوریتم مسیریابی شکسته شده برای شبکه های چندبخشی سه طبقه با فرمت ورد و قابل ویرایش تعداد صفحات 30
چکیده:
این مقاله شبکه های سویچنگ سه طبقه clos را از نظر احتمال bloking برای ترافیک تصادفی در ارتباطات چند بخشی بررسی می کند حتی چنانچه سویچ های ورودی توانایی چند بخشی را نداشته باشند و نیاز داشته باشند به تعداد زیاد وغیرمجازی از سویچهای میانی برای فراهم کردن این مسیرهایی که پلاک نشوند مطابق درخواستها مدل احتمالی این دید را به ما میدهد که احتمال پلاک شدن در آن بسیار کاهش یافته و تقریبا به صفر می رسد در ضمن اینکه تعداد سویچهای میانی بسیار کمتر از تعداد تئوریک آن است.
در این مقاله یک الگوریتم مسیریابی شکسته شده را فعال پلاک شدن در آن معدنی شده است برای اینکه قابلیت مسیریابی با fanout بالا را برآورده کند. ما همچنین مدل تحلیلی را بوسیله شبه سازی کردن شبکه بر روی
فهرست اصطلاحات: چند بخشی، ارزیابی عملکرد، مدل احتمالی، شبکه های سویچینگ
معدنی:
شبکه های clos بخاطر انعطاف پذیری وساده بود نشان بطور گسترده در شبکه های تلفن، ارتباطات Data و سیستمهای محاسبه ای موازی بکار برده می شوند. کارایی خیلی از برنامه های کاربردی بوسیله یک عمل چند بخشی موثر که پیغامی را به چند دریافت کننده بصورت همزمان می فرستد بهتر می شود. به عنوان مثال در سیستمهای چند پردازنده ای یک متغیر همزمان سازی قبل از آنکه پرازنده ا بکارشان ادامه دهند باید فرستاده شود. همانطوریکه برنامه های کاربردی به خدمات چند بخشی موثر که توسعه پیدا کرده نیاز دارند در طی چند سال اخیر حتی در شبکه های با دامنه عمومی طراحی سیستمهای سویچینگ که بطور موثر بادرخواستهای چندبخشی سروکار دارد نیز اهمیت پیدا کرده است.
تلاشهای زیادی برای سازگار کردن شبکه های clos (که در ابتدا برای ارتباطات نقطه به نقطه توسعه پیدا کرده بودند) برای آنکه با ارتباطات چند بخشی وفق پیدا کنند انجام شده است.شبکه clos چند بخشی با قابلیت پلاک نشدن هنوز بسیار گران در نظر گرفته میشوند برای همین کارایی آن را روی پیکربندی های کوچکتر از معمول در نظر نمی گیرند.
یک شبکه clos سه طبقه بوسیله نشان داده می شود که سویچهای طبقه ورودی m سویچهای لایه میانی و سویچهای لایه خروجی است، هر کدام از سویچهای لایه ورودی تاپورت ورودی خارجی دارند و به هر کدام از سویچهای لایه میانی اتصال دارد بنابراین ارتباط بین طبقه ورودی وطبقه میانی وجود دارد . هر سویچ طبقه خروجی عدد پورت خروجی دارد و به هر کدام از سویچها یک درخواست اتصال نشان داده میشود به شکل c(x,y) که در آن x یک سویچ ورودی و را یک مجموعه مقصد از سویچهای خروجی است.
چندی /1 درجه fanout درخواست نامیده می شود. به یک مجموعه از درخواستهای اتصال سازگار گفته می شود اگر جمع تصادفات هر کدام از سویچهای ورودی از بزرگتر نباشد وجمع تصادفات کدام از سویچهای خروجی بزرگتر از نباشد.
یک درخواست با شبکه موجود سازگار است اگر تمام درخواستها و همچنین درخواست جدید سازگار باشد در شکل (1) برای نمونه با پیکربندی موجود سازگار است ولی سازگار نیست جون سویچ خروجی شماره 1 درخواست را قبلا حمل کرده است. یک خط سیر برای درخواست اتصال جدید یک درخت است که سویچ ورودی x را به مجموعه /1 تا سویچ خروجی از میان سویچهای میانی متصل می کند. یک درخواست اتصال قابل هدایت است اگر یک مسیر روی تمامی اتصالات بین طبقه ای پیدا کند وبتواند ردر انحصار قرار دهد.
ماسول و جدول برای اولین بار nonblacking محض /1 وشبکه clos سه طبقه قابل بازآیی را برای اتصالات چندگانه که اتصالات بین هر تعداد از سویچهای ورودی وسویچیهای خروجی بوجود می آورد را معدنی کردند.
هرانگ قابلیت بازایی وخواص nonblaking شبکه های clos چند بخشی را تحت شرایط مختلف ومحدودیت های fonout مورد بررسی قرار داد
یانگ وماسول اولین تحلیل خود را که اجازه می داد سویچهای هر طبقه برای کاهش نیازهای سخت افزاری همانند سازی کند را انجام دادند آنها ثابت کردند که اگر تعداد سویچهای میانی o(nlogr/logloyr) باشد آنگاه شبکه nonblacking بوجود آمده است که تمام درخواستها از حداکثر k عدد سویچ میانی استفاده می کند که k نیز ثابت می باشد. علاوه بر مطالعات شبکه های clos چندبخشی nonblamking چندین تلاش رویکرد برای تعیین رفتاری blacking شبکه های swiching برای ارتباطات نقطه نقطه وجود داشت.
این تحقیق مدلهای احتمالی را را که بصورت نزدیکی رفتار شبکه های سویچینگ سه طبقه ای را تخمین می زند را تامین می کند.
برای ارتباطات چند بخشی هرانگ ولین یک مدل blocking از درخواستهای چند پخشی قابل بازآرایی را در شبکه clos نقطه به نقطه nonblocking با فرمول c(n,r,2n-1) پیشنهاد کردند. یانگ ووانگ رفتار blaocking درخواستهای چند پخشی را روی شبکه clos بوسیله بسط دادن مدل بررسی کردند
بخش 2: مقدمات
این بخشی قسمتی از نتایج قبلی به علاوه تعاریف ونکاتی که در مدل های blocking خودمان استفاده کردیم و یک شمای مسیریابی برای شبکه های clos را نشان می دهد.
1st. استراتژی های مسیریابی
ما می توانیم در مورد 3 کلاس از استراتژی های مسیریابی برای ارتباطات چند پخشی بحث کنیم. فرض کنید که یک درخواست (x,y) با شبکه موجود با فرمول c( سازگار است.اولین الگوریتم مسیریابی این است که سویچ میانی را که هر کدام یک اتصال را با یکی از مقصدها برقرار می کند را پیدا کنیم. سوی
های لایه میانی تحت این الگوریتم پیش گنجایش خروجی نیازی به قابلیت چندپخشی ندارند هوانگ نشان داد که یک همچین شبکه ای nonbloking است اگر فقط اگر باشد.
از آنجاییکه الگوریتم نیازمند جایگزین کردن درخواستهای همه پخشی می باشد فقط در ابتدا ترین لایه یعنی را به ورودی میتواند تعداد زیادی از درخواست های جایگزین داشته باشد که بوسیله سویچ های میانی متفاوت هدایت می شوند در نتیجه تعداد زیادی از سویچ های میانی احتمال دارد از طرف سویچ ورودی پلاک شوند.
دومین استراتژی مسیریابی خروج از سیستم را تا زمان نیاز به تعویق می اندازد الگوریتم کندی در fanowt در شبکه clos سه طبقه تلاش می کشد تا یک سویچ میانی را که بتواند یک اتصال به تمام مقاصد در سویچهای خروجی را پیدا کند و نیازی به قابلیت همه پخشی در سویچهای ورودی ندارد در عوض نیاز به آن دارد که سویچ میانی پیدا کند که هیچ تقاضایی را به تمامی سویچ های خروجی مقصد رد y حمل نمی کنند.
هوانگ همچنین نشان داد که شبکه تحت این استراتژی nonblocking است اگر و فقط اگر باشد.
تعداد نقاط عرضی برای c(n,r,m) برابر است با mr(2n+r) . بنابراین هر دو الگوریتم مسیریابی به عدد نقطه عرضی نیاز دارند. این واقعیت که تعداد نقاط عرضی بصورت توان دوم رشد پیدا می کندن باعث شده است که شبکه های nonblocking در ارتباطات چند پخشی بکار نروند.
دلیل اینکه الگوریتم نیاز به تعداد زیادی نقطه عرضی برای تشکیل یک سویچ خط عرضی ساده دارد این است که آنها از قابلیت ظرفیت خروجی در طبقه اول و میانی بعره نمی گیرند.
کلاس آخر از استراتژی ها یک ترکیب از دو روش متفاوت است که اجازه می دهد تا سویچ ورودی یک درخواست به چندین سویچ میانی ارسال کند و هر کدام از سویچ های میانی یک زیر مجموعه از مقصد را هدایت می کنند. به این وسیله قابلیت بهره وری گنجایش خروجی در تمام سه طبقه بعینه می شود.
مقاله کارایی الگوریتم مسیریابی شکسته شده برای شبکه های چندبخشی سه طبقه
