基于Torus网络的组播方法技术

本发明专利技术提供一种基于Torus网络的组播方法，所述方法包括：对Torus网络中各维度通道赋予不同的延迟，根据各所述维度的通道延迟对所述Torus网络中的源节点和所有目标点进行排序，并生成一目标点链；根据所述链，基于单播组播方法将待组播消息发送给各所述目标点；其中，将所述源节点作为发送所述待组播消息的起点。本发明专利技术实施例考虑到Torus网络通道延迟的不对称性，通过根据各维度的通道延迟对Torus网络中的源节点和所有目标点进行排序形成链，从而减少组播中的跳步数，降低组播延迟，提高组播的性能。

【技术实现步骤摘要】
基于Torus网络的组播方法
本专利技术实施例属于计算机网络
，更具体地，涉及一种基于Torus网络的组播方法。
技术介绍
近年由于各领域对计算能力的需求日益增长，高性能的计算机得到了广泛的研究和发展。在高性能互连中，torus网络被广泛的使用。但随着网络规模的不断增大，可靠性问题日益严峻。互连网络中数据的传输不仅包括单个数据的传输，还包括全局数据的迁移和控制操作，而后者统称为聚合通信。聚合通信业务主要包括四种基本类型，分别是：多个点到点的通信、一对全通信多对一通信和多对多通信。其中，一对全通信包括广播和散播。组播是同一个消息从发送者发送到网络中的一组接收者。随着集合通信在多计算机系统的广泛应用。数据的有效组播成为了一个关键性能指标。组播可以通过硬件和软件实现。其中硬件有基于树的算法和基于路径的算法两类。虽然组播的软件实现不如硬件实现那么高效，但是由于成本低，兼容单播等优势，也得到了很好的发展。现有算法首先将Torus网络的节点线排成链，之后按类似树的方式向接受者路由。算法的步数小于log2N的上限整数步，其中N为Torus网络的节点数。但该算法在排成维序链时按各节点的序号顺序排列，跳步数很长，从而造成组播延迟较高。
技术实现思路
为克服上述现有的组播方法延迟高的问题或者至少部分地解决上述问题，本专利技术实施例提供一种基于Torus网络的组播方法。根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种基于Torus网络的组播方法，包括：设置Torus网络中各维度的通道延迟，根据各所述维度的通道延迟对所述Torus网络中的源节点和所有目标点进行排序，生成链；根据所述链，基于组播树的组播方法将待组播消息发送给各所述目标点；其中，将所述源节点作为发送所述待组播消息的起点。根据本专利技术实施例的第二个方面，还提供一种电子设备，包括：至少一个处理器，以及与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行第一方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的基于Torus网络的组播方法。根据本专利技术实施例的第三个方面，还提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行第一方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的基于Torus网络的组播方法。本专利技术实施例提供一种基于Torus网络的组播方法，该方法通过考虑到Torus网络通道的不对称性，通过根据各维度的通道延迟对Torus网络中的源节点和所有目标点进行排序形成链，根据链中各节点的排序，基于组播树的组播方法将待组播消息发送给各目标点，从而减少组播中的跳步数，降低组播延迟，提高组播的性能。附图说明图1为本专利技术实施例提供的基于Torus网络的组播方法整体流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的基于Torus网络的组播方法中基于组播树的组播示意图；图3为本专利技术实施例提供的基于Torus网络的组播方法中最短距离链组播示意图；图4为本专利技术实施例提供的基于Torus网络的组播方法中又一维序链组播示意图；图5为本专利技术实施例提供的基于Torus网络的组播方法中又一最短距离链组播示意图；图6为本专利技术实施例提供的基于Torus网络的组播方法中9×9的Torus网络距离链组播示意图；图7为本专利技术实施例提供的基于Torus网络的组播方法中基于维序链的组播示意图；图8为本专利技术实施例提供的基于Torus网络的组播方法中8×8的Torus网络分组维序链组播示意图；图9为本专利技术实施例提供的基于Torus网络的组播方法中分组维序组播示意图；图10为本专利技术实施例提供的基于Torus网络的组播方法中6×6×6×6×6的五维Torus网络组播效果对比示意图；图11为本专利技术实施例提供的基于Torus网络的组播方法中2×2×3×6×8×8的六维Torus网络组播效果对比示意图；图12为本专利技术实施例提供的基于Torus网络的组播方法中2×2×3×6×8×8的六维Torus网络中目标点数变化的对比示意图；图13为本专利技术实施例提供的基于Torus网络的组播方法中5×5×5×5×5×5的六维Torus网络组播效果对比示意图；图14为本专利技术实施例提供的电子设备整体结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术实施例的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术实施例，但不用来限制本专利技术实施例的范围。在本专利技术实施例的一个实施例中提供一种基于Torus网络的组播方法，图1为本专利技术实施例提供的基于Torus网络的组播方法整体流程示意图，该方法包括：S101，设置Torus网络中各维度的通道延迟，根据各所述维度的通道延迟对所述Torus网络中的源节点和所有目标点进行排序，生成链；其中，Torus网络为用大小固定的节点互连而成的多维环绕的格型网络。Torus网络中的节点为信息交互单元，如路由器。本实施例考虑了网络通道的不对称性。在高维Torus网络的设计中，一般都将Torus网络中低维的子网络集成在一块印刷电路板上，如将Torus网络中低三维的节点数分别设置为2,2,3，而Torus网络中高维的子网络之间一般距离较远。由于低维的子网络中节点的距离近，所以在通信延迟上比高维要短，从而造成了Torus网络通道的不对称性。由于Torus网络通道的不对称，通常Torus网络不同维度的通道延迟也不同。首先设置Torus网络中各维度的通道延迟。根据各维度的通道延迟对Torus网络中的源节点和所有目标点进行排序形成链。其中，根据实际需要从Torus网络中选择任一节点作为源节点，源节点最先接收到待组播消息，从Torus网络中除源节点以外的其他节点中选择若干节点作为目标点。S102，根据所述链，基于组播树的组播方法将待组播消息发送给各所述目标点；其中，将所述源节点作为发送所述待组播消息的起点。其中，待组播消息为需要进行组播的消息。因为组播可以由多个单播路由组成，可以通过硬件和软件实现。而当多处理器系统只支持单播时，软件实现组播就很可取，因为它简单方便，不需要增加硬件成本。本实施例采用基于软件组播树的方式实现组播。假设组播一共包括m-1个节点。m为源节点和所有目标点的总个数。如图2所示，按照形成的链中各节点的排序，将所有节点用d0,d1,…dm-2,dm-1来表示，其中d0为源点，d1,…dm-2,dm-1为目标点。最开始只有d0接收到待广播消息，第一步先把消息发送给中间节点dm/2，dm/2会复制待广播消息。之后d0和dm/2分别发送待广播消息给另外两个节点dm/4和d3m/2。以此类推递归，直到链中的所有节点得到待广播消息，可以看到如果组播有m-1个源节点就需要步。另外图中目标点排序形成的链可以有多种方式。不同的链就形成了不同性能的组播算法。本实施例考虑到Torus网络本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Torus网络的组播方法，其特征在于，包括：/n设置Torus网络中各维度的通道延迟，根据各所述维度的通道延迟对所述Torus网络中的源节点和所有目标点进行排序，生成链；/n根据所述链，基于组播树的组播方法将待组播消息发送给各所述目标点；其中，将所述源节点作为发送所述待组播消息的起点。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于Torus网络的组播方法，其特征在于，包括：
设置Torus网络中各维度的通道延迟，根据各所述维度的通道延迟对所述Torus网络中的源节点和所有目标点进行排序，生成链；
根据所述链，基于组播树的组播方法将待组播消息发送给各所述目标点；其中，将所述源节点作为发送所述待组播消息的起点。


2.根据权利要求1所述的基于Torus网络的组播方法，其特征在于，根据各所述维度的通道延迟对所述Torus网络中的源节点和所有目标点进行排序，生成链的步骤具体包括：
设置所有所述维度的通道延迟中的最大通道延迟和最小通道延迟，计算所述最大通道延迟和所述最小通道延迟之间的比值；
根据所述比值计算所述源节点到各所述目标点之间的加权跳步数，以及所有所述目标点之间的加权跳步数；
根据所述源节点到各所述目标点之间的加权跳步数，以及所有所述目标点之间的加权跳步数，对所述源节点和所有所述目标点进行排序生成链。


3.根据权利要求2所述的基于Torus网络的组播方法，其特征在于，根据所述比值计算所述源节点到各所述目标点之间的加权跳步数的步骤具体包括：
计算任一所述目标点在每个维度上的跳步数Hi，具体步骤为首先对于所述Torus网络中的任一维度，计算任一所述目标点在该维度上的坐标和所述源节点在该维度上的坐标之间差值的绝对值；
若所述绝对值大于该维度上节点数量的二分之一，则将该维度上的节点数量减去所述绝对值的结果作为所述任一目标点在该维度上的跳步数；
若该维度为所述Torus网络的高延迟维度，则将所述跳步数Hi乘以延迟权值wi作为所述任一目标点在该维度上对应的跳步数；
将所述任一目标点在各维度上对应的跳步数相加，获取所述源节点到所述任一目标点之间的加权跳步数，公式如下：



其中，所述源节点到所述任一目标点之间的加权跳步数，T为n为Torus网络中的维度总数。


4.根据权利要求2所述的基于Torus网络的组播方法，其特征在于，根据所述源节点到各所述目标点之间的加权跳步数，以及所有所述目标点之间的加权跳步数，对所述源节点和所有所述目标点进行排序生成链的步骤具体包括：
将所述源节点放置在所述链中的首位；
对于放置在所述链中的源节点或任一目标点，从所有没有放置在所述链中的目标点中选择到所述源节点或该目标点加权跳步数最小的目标点，将选择的目标点插入到所述源节点或该目标点之后，且与所述源节点或该目标点紧邻，直到将所有所述目标点放置到所述链中。


5.根据权利要求1所述的基于Torus网络的组播方法，其特征在于，根据各所述维度的通道延迟对所述Torus网络中的源节点和所有目标点进行排序，生成链的步骤具体包括：
设置所有所述维度的通道延迟中的最大通道延迟和最小...

【专利技术属性】
技术研发人员：向东，潘群杨，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11