超立方体结构的一个多维区间路由算法及其容错算法和ADHOC网络中的路由算法

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分布式计算是当今计算机科学与技术发展的重要领域。计算机网络互连技术与通信技术的发展使越来越多的计算机系统可以通过互连形成网络计算机系统以满足各种数据处理中信息通信和资源共享的需要,从而构成各种分布式计算机系统,并在此基础上发展了大量的各种计算机应用,由此极大地促进了分布式计算理论、方法与技术的发展。随着研究和应用的不断深入,分布式计算的基础问题和关键技术成为人们必须加以研究的课题。例如,关于分布式基础算法的研究成为分布式计算中一个活跃的领域。 路由技术是分布式计算中一个重要支撑技术,是网络通信实现结点之间数据交换的核心技术之一。随着网络规模的不断扩大,早期使用完整路由表的路由方法已被证明需要很大的存储空间,计算效率不高,于是,产生了使用简明路由表的路由方法。区间路由方法是使用简明路由表的一种路由方案,多维区间路由方法是区间路由方法的扩充,它能够表示网络中每两个结点之间所有的最短路径。当我们需要考虑容错、通信与计算量的负载平衡问题时,这将是很有用的。在多机系统中,处理器之间的高效通信对于提高系统的性能十分重要,于是,研究多机系统结构上的路由技术成为高性能计算机系统应用的实际需要。近年来超立方体结构的多处理机系统得到广泛应用,随着超大规模集成电路和硬件技术的发展,多处理机系统的规模也越来越大,系统中出现处理机故障或处理机间的链路故障的可能性也随之增加,因此,如何建立一个可靠的多处理机系统越来越受到关注。 随着信息技术的飞速发展,人们对网络通信的需求不断提高,希望不论在何时、何地、与何人都能够进行包括数据、语音、图像等各种内容的通信,并希望能实现主机在网络中的漫游。无线网络是实现移动计算机网络的关键技术之一,目前存在两种类型的移动无线网络,第一是有基础结构的网络,即网络有固定的有线网关,第二种是没有基站的移动网络,通常被称为ADHOC无线网络。ADHOC网络是无线网络和移动计算领域中最重要的研究内容之一,它是一种分布式的自主无线通信网,通过带有可移动的无线装置相互通讯的主机组成。目前,ADHOC无线网络设计的研究主要集中于分布式路由技术,在所有的ADHOC请求路由算法中,ADHOC请求距离向量路由和动态源路由是重要的请求路由算法。 本文研究分布式路由技术,重点讨论超立方体结构上的多维区间路由技术和ADHOC网络中的路由技术。文章共分为四章。 第一章是概述。我们给出了分布式系统和分布式算法的定义,简要说明了它们的发展现状以及所面临的问题。 第二章给出了超立方体结构的一个多维区间路由方法,进而给出了一个基于简明路由表的路由算法,并分析了算法的复杂性,同时还提出了超立方体结构的一个容错路由算法。 第三章简要描述了ADHOC请求距离向量路由和动态源路由,同时给出了两个协议详细的分析比较,主要集中在能导致不同性能的动态行为方面。根据DSR和AODV的不同,我们分别对它们进行了一些修改,并和原来的路由协议进行了比较。 第四章总结了本文的主要工作,给出了研究工作的结论,并提出进一步工作的设想。
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