姓名:姬文浩 学号:22011210610 学院:通信工程学院
一、简述
Dragonfly Topology是由JohnKim等人于2008年提出的一种网络拓扑结构(Technology-Driven, Highly-Scalable Dragonfly Topology),被广泛地应用在高性能计算网结构上。
背景:随着技术的不断发展和端口带宽不断增加,促使使用高基数路由器来减少互连网络的直径、延迟和成本。然而,高基数网络需要比低基数网络更长的电缆。由于电缆主导了网络成本,因此应尽量减少电缆数量,尤其是长的全局电缆数量,以实现高效网络。在本文中,我们介绍了蜻蜓(Dragonfly)网络拓扑,它使用一组高基数路由器作为虚拟路由器来增加网络的有效基数。通过这种结构,每个最小路由的数据包最多穿过一个全局信道。
二、拓扑结构
Dragonfly的结构有三个层级:路由器(Router)、组(Group)、系统(system),它的拓扑结构一般由以下这些参数描述:
如上图所示,最底层的每个路由器与p个终端链接,并拥有a-1个与组内路由器通信的本地频道(Local Channel),以及h个与其他组路由连接的全局频道(Global Channel),由此可以计算出每个路由器的接口数k=p+h+a-1。在组(Group)的层面上,每组连接着ap个终端,并拥有ah条全局频道的连接(ah connections to global channels),可以将一个组抽象为拥有k'=a(p+h)个端口的虚拟路由器(virtual router),由于其拥有非常高的路由数因此在系统层面的网络上可以拥有很短的全局网络直径(global diameter)。
在最大规模( N=ap(ah+1) )的Dragonfly网络中没对组之间只能由一条连接,而在更小的网络中可以存在更多的连接。
a、p、h是描述一个Dragonfly网络主要的三个参数,它们可以取任意值,不过要是链路分在均衡这三项参数需要满足a=2p=2h,因为一个包在传输过程中会经过两条本地频道和一个全局频道,这样的比率可以维持平衡。网络保持平衡的条件:a与2p均大于等于2h。下图为一个a=4,p=h=2的网络:
在Dragonfly拓扑中组内路由的连接方式可以根据实际需求进行调节,下图是一个各项参数与上图相同的Dragonfly拓扑,不过为了让邻居路由器之间带宽更大改变了组内路由器之间的连接方式。组内的路由方式可以是任意的,如在Dragonfly+拓扑中组内使用胖树的结构。