超立方体网络模拟实验平台和容错路由算法研究

论文摘要

超立方体网络是迄今为止最为重要和最具吸引力的网络拓扑结构之一。随着面向大型科学计算的网络容错计算模型的发展,模拟实验平台作为将网络容错计算模型引入到Internet的一个重要组成部分,其研究具有重要的价值 本文首先介绍我们研究与开发的模拟实验平台的设计目标和体系结构,然后探讨实现平台扩充性和路由算法并行计算等关键技术。该模拟实验平台采用基于构件的设计方法,使用RMI（远程方法调用）技术实现平台的分布式计算。包括Web服务器层和Web用户界面层,数据层和应用逻辑层的设计与实现。 该模拟实验平台具有以下特点:动念引入和创建实验对象、按用户需要加载相关的执行文件和资源文件;采用伪远程线程技术提高执行效率;采用基于组件的方式开发,提高了开发效率,实现了软件重用,并且实验平台的功能易于扩充;用Java语言实现,具有平台无关性,安全性,健壮性等优点;采用实现本地接口类和利用反射机制两种方法实现平台的可扩充性。 本文还通过实验分析基于局部k维子立方体连通性容错模型的单播和并行容错路由算法的容错性和效率,然后通过实验分析k=3且有多达25.0%和12.5%的错误结点的特殊情况下的单播和并行容错路由算法的容错性和效率。 本文还对基于局部连通性网络容错模型设计了高可扩展和强容错的多播路由算法。探讨了将局部k维子立方体连通的n维超立方体划分为2n-k个k维子立方体的方法,使得包容所有目的结点的子立方体集合的子立方体的个数m尽量的小;设计了两种不同的选择要到达的子立方体的路径的路由算法,并且加以分析比较;设计了k维子立方体嵌套生成树算法,可以允许新加入结点在可扩展的子立方体内路由。

论文目录

• 目录
• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 国内外研究现状与研究意义
• 1.2 课题的主要研究内容
• 1.3 文章结构
• 第2章 设计目标与体系结构
• 2.1 设计目标
• 2.2 体系结构
• 2.3 本章小结
• 第3章 模拟实验平台的的设计与实现
• 3.1 基于构件的设计方法
• 3.2 利用RMI实现平台的分布式计算
• 3.2.1 RMI运行机制
• 3.2.2 分布式应用的实现和运行步骤
• 3.3 Web服务器层和Web用户界面层的设计与实现
• 3.4 应用逻辑层的设计与实现
• 3.4.1 超立方体网络的结构
• 3.4.2 路由算法的性能测试的模拟
• 3.5 数据层的设计与实现
• 3.5.1 数据库驱动程序
• 3.5.2 与数据库连接的设计与实现
• 3.6 本章小结
• 第4章 模拟实验平台中的关键技术
• 4.1 平台扩充性的实现
• 4.1.1 实现内省机制的方法
• 4.1.2 实现本地接口类的方法
• 4.1.3 调用URL地址上的jar档案
• 4.1.4 实现可扩充性的工作流程
• 4.2 路由算法并行计算的研究与实现
• 4.3 数据图形化输出的实现
• 4.4 本章小结
• 第5章 网络容错路由算法的研究
• 5.1 路由算法性能评价指标的研究
• 5.2 超立方体网络单播容错路由算法的实验结果及分析
• 5.3 超立方体网络并行容错路由算法的实验结果及分析
• 5.4 高可扩展和强容错多播路由算法的设计与分析
• 5.4.1 k维子立方体划分算法
• 5.4.2 起始结点到某个子立方体的路径的多播路由算法
• 5.4.3 源结点u到m个子立方体的路径的多播路由算法
• 5.4.4 高可扩展和强容错多播路由算法的实验结果及分析
• 5.5 本章小结
• 第6章 结束语
• 6.1 工作总结
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献