CN104065575A - 一种基于节点数指示路由及路由信息的方法及装置 - Google Patents

一种基于节点数指示路由及路由信息的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于节点数指示路由及路由信息的方法及装置，包括：确定网络中各节点的数目；根据网络节点的数目指示网络中各节点路由信息的方式，其中，当节点的数目大于等于16时，按Torus网络方式路由信息；当节点的数目小于16时，按Mesh网络方式路由信息。本发明根据网络中各节点的数目，按照Torus或Mesh两种不同的网络互连方式来采用不同的路由规则，解决了采用Torus或Mesh网络时存在的网络不能正常运行或延迟较大的问题。

Description

一种基于节点数指示路由及路由信息的方法及装置
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于节点数指示路由及路由信息的方法及装置。
背景技术
现有技术中，当使用虚拟直通交换或虫洞交换进行通讯时，一般采用分布式高性能容错计算技术，直接互连网络下的2D-Torus(目前翻译尚未统一，部分文献中翻译为“环网”、“环状网”，而Torus网络的拓扑可能是多维的)或Mesh(无线网格网络)结构。Torus结构如图1所示主要应用于高性能计算机系统领域，具有大容量、易扩展、高可靠性等优点，满足对下一代核心网路由器的分组交换结构的要求。Mesh结构如图2所示是“多跳(Multi-hop)”网络，解决“最后一公里”问题的关键技术之一。在向下一代网络演进的过程中，无线网络是一个不可缺的技术。无线Mesh可以与其它网络协同通信，是一个动态的可以不断扩展的网络架构，使得任意的两个设备均可以保持无线互连。
现有技术的不足在于：
当采用Torus结构路由时，以16个网络节点为例，当设计中没有插满16个节点，并且没有容错时，网络可能不能正常运行。
而采用Mesh结构路由时，容易造成网络路径过长，延迟比较大。
发明内容
本发明针对上述问题，提出了一种基于节点数指示路由及路由信息的方法及装置，用以解决采用Torus或Mesh网络时存在的网络不能正常运行或延迟较大的问题。
本发明实施例中提供了一种指示网络节点路由信息的方法，可以包括：
确定网络中各节点的数目；
根据网络节点的数目指示网络中各节点路由信息的方式，其中，当节点的数目大于等于16时，按Torus网络方式路由信息；当节点的数目小于16时，按Mesh网络方式路由信息。
本发明实施例中提供了一种网络节点数的指示方法，可以包括：
确定网络中各节点的数目；
将该数目指示给网络中各节点。
本发明实施例中提供了一种路由信息的方法，可以包括：
接收指示，所述指示中携带有在节点上路由信息的方式，和/或，携带有网络中各节点的数目；
根据该指示路由信息，其中，当节点的数目大于等于16时，按Torus网络方式路由信息；当节点的数目小于16时，按Mesh网络方式路由信息。
本发明实施例中提供了一种指示网络节点路由信息的装置，可以包括：
确定模块，用于确定网络中各节点的数目；
指示路由模块，用于根据网络节点的数目指示网络中各节点路由信息的方式，其中，当节点的数目大于等于16时，按Torus网络方式路由信息；当节点的数目小于16时，按Mesh网络方式路由信息。
本发明实施例中提供了一种网络节点数的指示装置，可以包括：
确定模块，用于确定网络中各节点的数目；
指示数目模块，用于将该数目指示给网络中各节点。
本发明实施例中提供了一种路由信息的装置，可以包括：
接收指示模块，用于接收指示，所述指示中携带有在节点上路由信息的方式，和/或，携带有网络中各节点的数目；
路由模块，用于根据该指示路由信息，其中，当节点的数目大于等于16时，按Torus网络方式路由信息；当节点的数目小于16时，按Mesh网络方式路由信息。
本发明有益效果如下：
本发明实施例提供的技术方案中，在确定网络中各节点的数目后，按照数目相应的Torus或Mesh网络形式进行信息路由，由于是根据节点数来进行路由的，因此，即使当设计中没有插满16个节点时，也能够按照Mesh结构路由信息，同时，由于是在节点的数目小于16时才按照Mesh结构路由信息，因此也不会出现网络路径过长，延迟比较大的问题。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的具体实施例，其中：
图1为背景技术中Torus互连结构示意图；
图2为背景技术中Mesh互连结构示意图；
图3为本发明实施例中指示网络节点路由信息的方法实施流程示意图；
图4为本发明实施例中网络节点数的指示方法实施流程示意图；
图5为本发明实施例中路由信息的方法实施流程示意图；
图6为本发明实施例中指示网络节点路由信息的装置结构示意图；
图7为本发明实施例中网络节点数的指示装置结构示意图；
图8为本发明实施例中路由信息的装置结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。
发明人在发明过程中注意到：
Torus网络中节点的组成结构如图1所示，每个节点上都有一个本地输入通道和一个本地输出通道；如果该网络被应用于并行计算系统中，则本地输入/输出通道将于该节点所对应的CPU与/或存储器相连；如果该网络被应用作为分组交换结构，则本地输入/输出通道将与该节点所对应的线卡相连。节点上还有小型的交换单元，该交换单元通过一组输入/输出通道连接到相邻节点。以分组交换结构为例，当路由器的一对I/O端口需要通信时，分组通过线卡从源端口所在节点进入Torus网络，经该节点的交换单元被转发到下一跳节点，这样通过若干个中间节点进行转发，最终到达目的端口所在节点，并通过线卡被发送到目的端口。但是Torus网络不是一种内部无阻塞的网络，节点在转发分组时，存在对网络资源(内部链路、节点缓存等)的竞争。
无线Mesh网络是一种与传统的无线网络完全不同的网络，网状Mesh拓扑结构，是一种多点到多点网络拓扑结构。在这种Mesh网络结构中，各网络节点通过相邻其他网络节点，以无线“多跳”方式进行相连。
在互联网络中，通常只会单独采用Torus或者Mesh的互连方式，当采用Torus网络时，以16个网络节点为例，当设计中没有插满16个节点，并且没有容错时，网络可能不能正常运行。而采用Mesh网络，容易造成网络中路径过长，延迟会比较大。
针对以上不足，本发明实施例中提供了一种基于节点数指示路由的方法及装置，下面进行说明。
在说明过程中，将分别从具备网络管理通知功能的管理模块与网络中的节点的实施进行说明，但这并不意味着二者必须配合实施，实际上，当管理模块与节点分开实施时，其也各自解决管理模块侧、节点侧的问题，只是二者结合使用时，会获得更好的技术效果。
图3为本发明实施例中指示网络节点路由信息的方法实施流程示意图，如图3所示，可以包括如下步骤：
步骤301：确定网络中各节点的数目；
步骤302：根据网络节点的数目指示网络中各节点路由信息的方式，其中，当节点的数目大于等于16时，按Torus网络方式路由信息；当节点的数目小于16时，按Mesh网络方式路由信息。
实施中，在指示网络中各节点路由信息的方式时，可以是通过配置信息进行指示的。
图4为本发明实施例中网络节点数的指示方法实施流程示意图，如图4所示，可以包括如下步骤：
步骤401：确定网络中各节点的数目；
步骤402：将该数目指示给网络中各节点。
实施中，在将该数目指示给网络中各节点时，可以是通过配置信息进行指示的。
上述两种方式，具体可以由管理模块来发出指示，指示时，可以只指示节点数目，由节点自行确定相应的路由方式；也可以由管理节点直接指示路由方式，节点按此指示执行。具体实施中，只要能够达到让节点按照网络节点数目来选择路由的目的，其他的实施方式也是可以的。
图5为本发明实施例中路由信息的方法实施流程示意图，如图5所示，可以包括如下步骤：
步骤501：接收指示，所述指示中携带有在节点上路由信息的方式，和/或，携带有网络中各节点的数目；
步骤502：根据该指示路由信息，其中，当节点的数目大于等于16时，按Torus网络方式路由信息；当节点的数目小于16时，按Mesh网络方式路由信息。
实施中，所述指示可以是通过配置信息进行指示的。
实施中，每一节点存在上、下、左、右四个方向虚通道，在按Torus网络方式路由信息时，按如下方式之一或者其组合路由：
从源地址到目的地址向上路由，经过的垂直距离比从源地址到目的地址向下路由短时，采用向上路由；
从源地址到目的地址向上路由，经过的垂直距离比从源地址到目的地址向下路由长时，采用向下路由；
从源地址到目的地址向上路由，经过的垂直距离比从源地址到目的地址向下路由相同时，采用向上路由；
从源地址到目的地址向左路由，经过的水平距离比从源地址到目的地址向右路由短的时，采用向左路由；
从源地址到目的地址向左路由，经过的水平距离比从源地址到目的地址向右路由长时，采用向右路由；
从源地址到目的地址向左路由，经过的水平距离比从源地址到目的地址向右路由相同时，采用向左路由；
从源地址到目的地址路由，向上或下的路由距离与向左或右的路由距离相同时，采用向上路由；
在按Mesh网络方式路由信息时，节点在网络上的排列按照从左至右，从下至上的方式，从源地址到目的地址，采用先按照从左至右的方式路由，再按照从下至上的方式路由。
具体实施中，Torus/Mesh兼容的网络互连方式下，节点的标记可以如下：
1)二维的号码表示节点号，每个节点有4个通道，向上，向下，向左，向右，方向分别用Y+，Y-，X+，X-表示。
2)Y+，Y-，X+，X-每个方向上有4个虚拟通道标记为0、1、2、3。
路由规则可以在每一节点存在上、下、左、右四个方向虚通道时，可按如下方式之一或者其组合路由：
1)当路由节点大于等于16个时，采用如图1所示Torus互连结构方式，当节点数目未达到16个节点时，以10个节点为例，采用如图2所示Mesh的互连结构方式。
其中，节点的数目可以根据需要来动态配置，根据节点的数目来决定采用Mesh还是Torus网络。
2)当向右时，使用0号虚通道；向下时，使用1号虚通道；向左时，使用2号虚通道；向上时，使用3号虚通道。每个方向上使用不同的虚通道，避免了死锁的发生。
3)如果从源地址到目的地址向上路由，经过的垂直距离比从源地址到目的地址向下路由短时，采用向上路由；反之，则采用向下路由；距离相同时，优先选择向上路由。
同样的，如果从源地址到目的地址向左路由，经过的水平距离比从源地址到目的地址向右路由短时，采用向左路由；反之，则采用向右路由；距离相同时，优先选择向左路由。
4)当节点的数目小于16个节点的时，节点在网络上的排列按照从左至右，从下至上的方法排列，从源地址到目的地址，采用先按照从左至右的方式路由，再按照从下至上的方式路由。
5)从源地址到目的地址的路由距离，在路由向上或下，向左或右的距离相同的时候，优先选择向上路由。
其中，从源地址到目的地址的路由距离，可以根据当前节点号和目的节点号计算得出。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种指示网络节点路由信息的装置、一种网络节点数的指示装置、一种路由信息的装置，由于这些装置所解决问题的原理与一种指示网络节点路由信息的方法、一种网络节点数的指示方法、一种路由信息的方法相似，因此这些装置的实施可以参见其对应的方法实施，重复之处不再赘述。
图6为本发明实施例中指示网络节点路由信息的装置结构示意图，如图6所示，可以包括如下模块：
确定模块601，用于确定网络中各节点的数目；
指示路由模块602，用于根据网络节点的数目指示网络中各节点路由信息的方式，其中，当节点的数目大于等于16时，按Torus网络方式路由信息；当节点的数目小于16时，按Mesh网络方式路由信息。
实施中，指示路由模块602进一步用于通过配置信息指示网络中各节点路由信息的方式。
图7为本发明实施例中网络节点数的指示装置结构示意图，如图7所示，可以包括如下模块：
确定模块701，用于确定网络中各节点的数目；
指示数目模块702，用于将该数目指示给网络中各节点。
实施中，指示数目模块702进一步用于通过配置信息将该数目指示给网络中各节点。
图8为本发明实施例中路由信息的装置结构示意图，如图8所示，可以包括如下模块：
接收指示模块801，用于接收指示，所述指示中携带有在节点上路由信息的方式，和/或，携带有网络中各节点的数目；
路由模块802，用于根据该指示路由信息，其中，当节点的数目大于等于16时，按Torus网络方式路由信息；当节点的数目小于16时，按Mesh网络方式路由信息。
实施中，接收指示模块802进一步用于通过配置信息接收指示。
实施中，路由模块802进一步用于在每一节点存在上、下、左、右四个方向虚通道，在按Torus网络方式路由信息时，按如下方式之一或者其组合路由：
从源地址到目的地址向上路由，经过的垂直距离比从源地址到目的地址向下路由短时，采用向上路由；
从源地址到目的地址向上路由，经过的垂直距离比从源地址到目的地址向下路由长时，采用向下路由；
从源地址到目的地址向上路由，经过的垂直距离比从源地址到目的地址向下路由相同时，采用向上路由；
从源地址到目的地址向左路由，经过的水平距离比从源地址到目的地址向右路由短的时，采用向左路由；
从源地址到目的地址向左路由，经过的水平距离比从源地址到目的地址向右路由长时，采用向右路由；
从源地址到目的地址向左路由，经过的水平距离比从源地址到目的地址向右路由相同时，采用向左路由；
从源地址到目的地址路由，向上或下的路由距离与向左或右的路由距离相同时，采用向上路由；
在按Mesh网络方式路由信息时，节点在网络上的排列按照从左至右，从下至上的方式，从源地址到目的地址，采用先按照从左至右的方式路由，再按照从下至上的方式路由。
由上述实施例可见，本发明实施例提供了一种基于节点数指示路由的方法及装置，根据路由节点的数目，按照Torus或Mesh两种不同的网络互连方式来采用不同的路由规则，解决了单独采用Torus或Mesh网络时存在的网络不能正常运行或延迟较大的问题。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、装置、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种指示网络节点路由信息的方法，其特征在于，包括如下步骤：
确定网络中各节点的数目；
根据网络节点的数目指示网络中各节点路由信息的方式，其中，当节点的数目大于等于16时，按Torus网络方式路由信息；当节点的数目小于16时，按Mesh网络方式路由信息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在指示网络中各节点路由信息的方式时，是通过配置信息进行指示的。
3.一种网络节点数的指示方法，其特征在于，包括如下步骤：
确定网络中各节点的数目；
将该数目指示给网络中各节点。
4.如权利要求3所述的指示方法，其特征在于，在将该数目指示给网络中各节点时，是通过配置信息进行指示的。
5.一种路由信息的方法，其特征在于，包括如下步骤：
接收指示，所述指示中携带有在节点上路由信息的方式，和/或，携带有网络中各节点的数目；
根据该指示路由信息，其中，当节点的数目大于等于16时，按Torus网络方式路由信息；当节点的数目小于16时，按Mesh网络方式路由信息。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述指示是通过配置信息进行指示的。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，每一节点存在上、下、左、右四个方向虚通道，在按Torus网络方式路由信息时，按如下方式之一或者其组合路由：
从源地址到目的地址向上路由，经过的垂直距离比从源地址到目的地址向下路由短时，采用向上路由；
从源地址到目的地址向上路由，经过的垂直距离比从源地址到目的地址向下路由长时，采用向下路由；
从源地址到目的地址向上路由，经过的垂直距离比从源地址到目的地址向下路由相同时，采用向上路由；
从源地址到目的地址向左路由，经过的水平距离比从源地址到目的地址向右路由短的时，采用向左路由；
从源地址到目的地址向左路由，经过的水平距离比从源地址到目的地址向右路由长时，采用向右路由；
从源地址到目的地址向左路由，经过的水平距离比从源地址到目的地址向右路由相同时，采用向左路由；
从源地址到目的地址路由，向上或下的路由距离与向左或右的路由距离相同时，采用向上路由；
在按Mesh网络方式路由信息时，节点在网络上的排列按照从左至右，从下至上的方式，从源地址到目的地址，采用先按照从左至右的方式路由，再按照从下至上的方式路由。
8.一种指示网络节点路由信息的装置，其特征在于，包括：
确定模块，用于确定网络中各节点的数目；
指示路由模块，用于根据网络节点的数目指示网络中各节点路由信息的方式，其中，当节点的数目大于等于16时，按Torus网络方式路由信息；当节点的数目小于16时，按Mesh网络方式路由信息。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，指示路由模块进一步用于通过配置信息指示网络中各节点路由信息的方式。
10.一种网络节点数的指示装置，其特征在于，包括：
确定模块，用于确定网络中各节点的数目；
指示数目模块，用于将该数目指示给网络中各节点。
11.如权利要求10所述的指示装置，其特征在于，指示数目模块进一步用于通过配置信息将该数目指示给网络中各节点。
12.一种路由信息的装置，其特征在于，包括：
接收指示模块，用于接收指示，所述指示中携带有在节点上路由信息的方式，和/或，携带有网络中各节点的数目；
路由模块，用于根据该指示路由信息，其中，当节点的数目大于等于16时，按Torus网络方式路由信息；当节点的数目小于16时，按Mesh网络方式路由信息。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，接收指示模块进一步用于通过配置信息接收指示。
14.如权利要求12所述的装置，其特征在于，路由模块进一步用于在每一节点存在上、下、左、右四个方向虚通道，在按Torus网络方式路由信息时，按如下方式之一或者其组合路由：
从源地址到目的地址向上路由，经过的垂直距离比从源地址到目的地址向下路由短时，采用向上路由；
从源地址到目的地址向上路由，经过的垂直距离比从源地址到目的地址向下路由长时，采用向下路由；
从源地址到目的地址向上路由，经过的垂直距离比从源地址到目的地址向下路由相同时，采用向上路由；
从源地址到目的地址向左路由，经过的水平距离比从源地址到目的地址向右路由短的时，采用向左路由；
从源地址到目的地址向左路由，经过的水平距离比从源地址到目的地址向右路由长时，采用向右路由；
从源地址到目的地址向左路由，经过的水平距离比从源地址到目的地址向右路由相同时，采用向左路由；
从源地址到目的地址路由，向上或下的路由距离与向左或右的路由距离相同时，采用向上路由；
在按Mesh网络方式路由信息时，节点在网络上的排列按照从左至右，从下至上的方式，从源地址到目的地址，采用先按照从左至右的方式路由，再按照从下至上的方式路由。
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