[发明专利]并行计算机系统通信中网络存在故障域时的路由方法

说明书

技术领域

本发明属于通信系统中的并行计算机网络通信技术领域，特别是一种当二维Mesh/Tori网络通信中出现故障域时的容错路由方法。

背景技术

Mesh/Tori网络结构被广泛用于大规模并行计算机通信系统中，为实现并行计算机系统高性能计算提供了良好的解决方法，并在一定程度上满足了对计算能力日益增长的要求。但随着网络的规模不断增大，整个网络发生故障的几率也会随之增大；而一个运行很久的网络，随着运行时间的增长，网络运行的故障率亦会增加。因此，在无法保证网络不发生故障、以及原本针对无故障网络开发的路由方法在网络出现故障时失效、甚至导致网络瘫痪的前提下，人们设计了容错路由方法。目前，在网络运行过程中，当网络出现故障(域)时的常规容错路由方法是：设置一条由与故障域(节点)相邻的正常节点组成的故障环，所有只剩最后一条最短路由的报文在被故障域阻塞时，都必须进入故障环进行绕道路由，而在无故障区域内的报文仍按原为无故障网络设计的正常路由进行。如文献《Torus网络中针对重迭块状故障域的容错虫孔路由方法》(J.-D.Shih，“Fault-tolerantwormhole routing in torus networks with overlapped block faults，”IEE Proc.Comput.Digit.Tech.，vol.150，no.1，Jan.2003.)，以及《Mesh网络中针对非凸形故障域的一种容错路由方法》(Chen and Chiu，“A fault-tolerant routing scheme formeshes with nonconvex faults，”IEEE Transactions on Parallel and DistributedSystems，vol.12，no.5，May2001.)中所公开的路由方法即属于此类通过故障环上的绕道路由来实现报文顺利传递的技术。该类路由方法虽然克服了众多为无故障网络设计的路由方法在网络发生(存在)故障(域)时失效等弊病，但随着网络流量的大幅度增加，进入故障环上而需绕道报文的流量无疑亦将随之增加，从而又加重了故障环上的负载，使其成为制约网络有效运行的瓶颈，影响到网络顺畅、高效运行。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术存在的缺陷，研究设计一种并行计算机系统通信中网络存在故障域时的路由方法。其路由方法是在原故障环外增设一外环来分流故障环上的报文数量，有效地减少必须进入故障环绕道报文的数量，减轻故障环上的负载，消除网络运行中因故障环上流量过大行成的瓶颈效应等弊病，以达到降低故障环制约网络运行性能的瓶颈效应，以达到确保网络顺畅、高效运行等目的。

本发明的解决方案是在传统容错路由的基础上，通过在故障环外围增设一条由与该故障环相邻的正常节点组成且与其形状相同的分流环作为外环，以有效减少进入故障环绕道报文的数量，该外环为故障环分流时其报文传递方式与在相应的故障环上的传递方式相同，而在无故障节点区域内仍按传统的正常路由方式传递报文，从而实现其目的。因此，本发明路由方法包括网络中存在的故障域及围绕该故障域设置的故障环，关键在于在故障环外围还设有一条由与该故障环相邻的正常节点组成且与其形状相同的分流环作为外环，同时设定拟进入外环分流传递的报文类别；而网络系统进行报文传递的方法为：

1.0.网络(源)节点收到报文并读取目的节点地址；

1.1.判断源节点是否位于故障环上：如果是，则转到1.2按传统故障环上的路由方式传递报文直至到达目的节点2.1通过本地发射通道移出网络；如果不是，则转1.3进一步判断；

1.2.按传统故障环上的路由方式传递报文直至到达目的节点2.1；

1.3.判断源节点是否位于外环上：如果不是，则转到1.7按正常路由传递到下一节点2.0；如果是，则转到1.4进一步判断；

1.4.判断是否为故障环分流：如果不是，则转到1.5报文进入故障环，之后按1.2所述的路由方式传递报文至目的节点2.1通过本地发射通道移出网络；如果是，则转到1.6按故障环上的路由方式传递报文至下一节点3.0；

2.0.判断该节点是否为目的节点：如果不是目的节点，则返回1.3继续处理；如果是，则进入目的节点2.1通过本地发射信道移出网络；

3.0.判断该节点是否为目的节点：如果是则进入目的节点2.1通过本地发射通道移出网络；如果不是目的节点，则进入3.1继续判断；