网络拓扑系统及其拓扑建立方法技术方案

本发明专利技术公开了一种网络拓扑系统具有N个数据交换节点。所述的数据交换节点依序通讯连接以形成环状通讯。N为正整数且为偶数。第i个数据交换节点更用以依据连线规则而通讯连接第[(i+m)mod N]个数据交换节点与第[(i+p)mod N]个数据交换节点。第j个数据交换节点更用以依据连线规则而通讯连接第[(j‑m)mod N]个数据交换节点与第[(j+p)mod N]个数据交换节点。i与j为非负整数，m与p为正整数。其中i与j小于N，m与p不大于N，i与m为奇数，j与p为偶数。

【技术实现步骤摘要】
网络拓扑系统及其拓扑建立方法
本专利技术关于一种网络拓扑系统及其拓扑建立方法，特别是一种具有均匀结构的网络拓扑系统及其拓扑建立方法。
技术介绍
一个网络拓扑(networktopology)，又可称为图(graph)或回路(circuit)，乃由多个节点(node)与将这些节点两两相连的线所构成。在网络术语上来说，一个节点常被称为一个顶点(vertex)，其与其他节点的连线被称为路径(path)，或称之为边缘(edge)。一个节点上所连接的路径数量则被称之为此节点的幂级(degree)，而这些连接数量的分布称为幂级分布(degreedistribution)。简要地来说，网络拓扑是定义一群点与点之间如何彼此连线的结构。点与点之间以线连结在一起，而这些点分别代表独立于拓扑空间中的元素，不同的点之间需要通过线来与彼此连接。在一个计算器网络拓扑中，每一节点可以是为芯片内部网络(networkonchip)上的一个交换器(switch)、处理器(processor)的一个核心(core)、主机板上的处理器、一台计算器(computer)、一丛集计算机架构中的交换器、一个任意架构的服务器或是一个数据中心。举超级计算机为例来说，网络结构会影响点与点之间信息封包流通的效率。于实务上，信息封包流通的延迟往往来自于交换器暂存信息封包的时间或是重新导向的时间等等。在一个网络拓扑系统中，如果信息封包平均需要经过非常多的交换器，则信息封包的传输时间会相当地长；另一方面，每个服务器也因此需要承受大量的负载。因此，要是网络拓扑没有经过优化(optimization)的话，信息封包可能会被经由较不理想的路径传递。除了增加了交换器的负载之外，也拉长了传输时间。
技术实现思路
本专利技术提供了一种网络拓扑系统及其拓扑建立方法，以降低信息封包或是数据于节点间的传输时间，且降低了交换器的负载。本专利技术公开了一种网络拓扑系统，所述的网络拓扑系统具有N个数据交换节点。所述的数据交换节点依序通讯连接以形成环状通讯。N为正整数且为偶数。第i个数据交换节点更用以依据连线规则而通讯连接第[(i+m)modN]个数据交换节点与第[(i+p)modN]个数据交换节点。第j个数据交换节点更用以依据连线规则而通讯连接第[(j-m)modN]个数据交换节点与第[(j+p)modN]个数据交换节点。其中i与j小于N，m与p不大于N，i与m为正奇数，j为非负偶数，p为正偶数。本专利技术公开了一种网络拓扑系统的拓扑建立方法，适用于N个数据交换节点。所述的数据交换节点依序通讯连接以形成环状通讯。于所述的网络拓扑系统的拓扑建立方法中，先定义N个数据交换节点中的多个第一数据交换节点为一组初始数据交换节点。第一数据交换节点对应于N个数据交换节点中的第二数据交换节点。接着，依据此组交换节点与连线规则决定每一数据交换节点通讯连接数据交换节点中的哪一个。其中，每一数据交换节点用以通讯连接至少一个数据交换节点，于该连线规则中，当第i个数据交换节点通讯连接第[(i+m)modN]个数据交换节点与第[(i+p)modN]个数据交换节点时，则第j个数据交换节点进一步通讯连接第[(j-m)modN]个数据交换节点与第[(j+p)modN]个数据交换节点。其中i与j小于N，m与p不大于N，i与m为正奇数，j为非负偶数，p为正偶数。本专利技术公开了一种网络拓扑系统的路由表建立方法。所述的网络拓扑系统的路由表建立方法适用于一网络拓扑系统。此网络拓扑系统具有N个数据交换节点。这些数据交换节点依序通讯连接以形成一环状通讯。N为正整数且为偶数。第i个数据交换节点用以依据一连线规则而进一步通讯连接第[(i+m)modN]个数据交换节点与第[(i+p)modN]个数据交换节点。第j个数据交换节点用以依据该连线规则而进一步通讯连接第[(j-m)modN]个数据交换节点与第[(j+p)modN]个数据交换节点。其中i与j小于N，m与p不大于N，i与m为正奇数，j为非负偶数，p为正偶数。此网络拓扑系统的路由表建立方法包括：取得第x个数据交换节点至第y个数据交换节点的至少一最短路径，x与y为非负整数，x与y小于N，x不等于y；取得第x个数据交换节点至第y个数据交换节点的至少一次短路径；依据这些最短路径与这些次短路径产生关联于第u个数据交换节点的一第一路由表，u为正奇数，u小于N；以及依据这些最短路径与这些次短路径产生关联于第v个数据交换节点的一第二路由表，v为非负偶数，v小于N；其中此第一路由表实质上相同于此第二路由表。综合以上所述，本专利技术提供了一种网络拓扑系统及其拓扑建立方法，所述的网络拓扑系统基本上具有弦环(chordalring)的结构。于此网络拓扑系统的一实施例中，网络拓扑系统的编号为奇数的数据交换节点与编号为偶数的数据交换节点具有相反对称的连线方式。从另一个角度来说，当定义奇数节点往正向的方向通讯连接对应的偶数节点时，偶数节点被定义为往反向的方向通讯连接对应的奇数节点。此外，奇数节点进一步通讯连接对应的奇数节点，偶数节点进一步通讯连接对应的偶数节点。藉此，本专利技术所提供的网络拓扑系统或是以本专利技术所提供的拓扑建立方法所建立的网络拓扑系统不但具有均匀的结构，更具有足够小的直径(diameter)与平均距离(averagedistance)。因此，在经由本专利技术所提供的网络拓扑系统传输信息封包时，得以经由相对短的路径传输信息封包以降低延迟时间，并减少交换器的负载。以上关于本
技术实现思路
的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本专利技术的精神与原理，并且提供本专利技术的权利要求书更进一步的解释。附图说明图1为根据本专利技术一实施例所绘示的网络拓扑系统的拓扑示意图。图2为根据本专利技术一实施例所绘示的网络拓扑系统的拓扑建立方法的方法流程图。图3为根据本专利技术另一实施例所绘示的网络拓扑系统的路由建立方法的方法流程图。其中，附图标记：0～13数据交换节点S网络拓扑系统具体实施方式以下在实施方式中详细叙述本专利技术的详细特征以及优点，其内容足以使本领域的技术人员了解本专利技术的
技术实现思路
并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、权利要求书及图式，本领域的技术人员可轻易地理解本专利技术相关的目的及优点。以下的实施例是进一步详细说明本专利技术的观点，但非以任何观点限制本专利技术的范畴。请参照图1，图1为根据本专利技术一实施例所绘示的网络拓扑系统的拓扑示意图。如图1所示，网络拓扑系统S具有N个数据交换节点，N为正整数且为偶数。此N个数据交换节点依序通讯连接以形成一环状通讯。从另一个角度来说，此N个数据交换节点至少构成一环状拓扑(ringtopology)。在一实施例中，上述与后续所指的通讯连接例如以实体线路相连。在此实施例中举数据交换节点0～13为例进行说明，亦即N值在此实施例中为14，然网络拓扑系统S中的数据交换节点数并不以此为限。所述的每一数据交换节点例如为一单核心芯片(singlecoreonchip)、一处理器、一处理器中的核心、一计算机、一组计算机的内部优化组(groupofinternallyoptimizedgroupofcomputers)、一交换器、一丛集计算机架构中的交换器、或一计算器中心(computercenter)。数据交换节点0～13中的每一个可以再通讯连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种网络拓扑系统，其特征在于，包括：N个数据交换节点，该些数据交换节点依序通讯连接以形成一环状通讯，N为正整数且为偶数，第i个数据交换节点用以依据一连线规则而进一步通讯连接第[(i+m)mod N]个数据交换节点与第[(i+p)mod N]个数据交换节点，第j个数据交换节点用以依据该连线规则而进一步通讯连接第[(j‑m)mod N]个数据交换节点与第[(j+p)mod N]个数据交换节点，其中i与j小于N，m与p不大于N，i与m为正奇数，j为非负偶数，p为正偶数。

【技术特征摘要】
2017.08.11 TW 1061272391.一种网络拓扑系统，其特征在于，包括：N个数据交换节点，该些数据交换节点依序通讯连接以形成一环状通讯，N为正整数且为偶数，第i个数据交换节点用以依据一连线规则而进一步通讯连接第[(i+m)modN]个数据交换节点与第[(i+p)modN]个数据交换节点，第j个数据交换节点用以依据该连线规则而进一步通讯连接第[(j-m)modN]个数据交换节点与第[(j+p)modN]个数据交换节点，其中i与j小于N，m与p不大于N，i与m为正奇数，j为非负偶数，p为正偶数。2.根据权利要求1所述的网络拓扑系统，其特征在于，第i个数据交换节点依据该连线规则而进一步通讯连接第[(i+n)modN]个数据交换节点，第j个数据交换节点依据该连线规则而进一步通讯连接第[(j-n)modN]个数据交换节点，第i个数据交换节点依据该连线规则而进一步通讯连接第[(i+q)modN]个数据交换节点，第j个数据交换节点依据该连线规则而进一步通讯连接第[(j+q)modN]个数据交换节点，n为正奇数，q为正偶数。3.根据权利要求1所述的网络拓扑系统，其特征在于，每一数据交换节点为交换器。4.一种网络拓扑系统的拓扑建立方法，适用于一网络拓扑系统，其特征在于，该网络拓扑系统具有多个数据交换节点，该些数据交换节点依序通讯连接以形成一环状通讯，该网络拓扑系统的拓扑建立方法包括：设定该网络拓扑系统所具有的该些数据交换节点的数量为N，N正整数且为偶数；设定每一数据交换节点向外通讯连接的一通讯连接数，该通讯连接数为每一数据交换节点所通讯连接的其他数据交换节点的数量；以及依据该通讯连接数与一连线规则决定每一数据交换节点通讯连接该些数据交换节点中的哪一个；其中，每一数据交换节点用以通讯连接至少一个数据交换节点，于该连线规则中，当第i个数据交换节点通讯连接第[(i+m)modN]个数据交换节点与第[(i+p)modN]个数据交换节点时，则第j个数据交换节点通讯连接第[(j-m)modN]个数据交换节点与第[(j+p)modN]个数据交换节点，其中i与j小于N，m与p不大于N，i与m为正奇数，j为非负偶数，p为正偶数。5.根据权利要求4所述的网络拓扑系统的拓扑建立方法，其特征在于，于依据该通讯连接数与一连线规则决定每一该数据交换节点通讯连接该些数据交换节点中的哪一个的步骤中，还包括：依据该通讯连接数、一连线规则与基因算法决定每一数据交换节点通讯连接该些数据交换节点中的哪一个。6.根据权利要求5所述的网络拓扑系统的拓扑建立方法，其特征在于，于设定每一数据交换节点向外的通讯连接数的步骤中，分别设定每一数据交换节点连接于奇数节点的连线数量与每一数据交换节点连接于偶数节点的连线数量。7.根据权利要求5所述的网络拓扑系统的拓扑建立方法，其特征在于，于该连线规则中，当第i个数据交换节点进一步通讯连接第[(i+n)modN]个数据交换节点时，则第j个数据交换节点进一步通讯连接第[(j-n)modN]个数据交换节点，第i个数据交换节点依据该连线规则而进一步通讯连接第[(i+q)modN]个数据交换节点，第j个数据交换节点依据该连线规则而进一步通讯连接第[(j+q)modN]个数据交换节点，n为正奇数，q为正偶数。8.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄吉川，梁启修，
申请(专利权)人：黄吉川，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71