随着对计算机速度要求的不断提高,大规模并行计算机系统中的计算节点数不断增加,传统的电互连网络产生了一系列的问题,如带宽低,延迟高,能耗高等。本文首先分析了电互连网络的不足以及光互连网络所具有的优势,然后在研究并消化目前已经提出的一些光互连网络体系结构的基础上,将光环和Torus结合,提出了可扩展性非常好的基于光环和Torus的体系结构(RTOIN),以及分层的光环体系结构(LROIN),并与其它光互连网络进行了对比和模拟仿真。模拟结果显示RTOIN网络具有良好的性能。最后对提出的RTOIN网络给出物理实现方法及其所需的组件。基于光环和Torus的网络结构RTOIN结合了光环和Torus的各自优点。因为利用了光的WDM(波分复用)特性,在每个光环中,任意两个节点之间只有一跳,这从某种程度上降低了网络的延迟。Torus则使RTOIN网络具有较好的物理属性,如恒定的节点度,网络直径小,易于扩展等。在RTOIN网络结构中采用了WDM和TDM(时分复用),并详细描述了波长的分配方案,从而保证了该网络结构是一个严格无阻塞的网络。通过与其他比较流行的网络结构的比较,表明该结构具有良好的物理属性。然后,对组成该网络的计算节点,交换节点等组件的结构进行了描述。最后,通过试验模拟证明RTOIN网络结构具有很好的网络延迟。同RTOIN网络一样,分层网络LROIN也是基于光环的。使用分层的结构,一方面可以在不同的光环内和不同的层上重复利用波长;另一方面,该结构有利于系统规模的扩展。与其他一些网络结构的比较表明,在某些属性上具有良好的特性,如,节点度,网络直径,平均消息距离等。