这些直接连接的网络拓扑之间的可扩展性(成本和吞吐量)的顺序是什么?
What's the order of scalability (cost and throughput) between these directly connected network topologies?
我需要知道这些网络拓扑之间的可扩展性(成本和传输速度)的顺序:完全连接、线性、环形、2D 网络、2D 环面(它们是之前的 2D 扩展),以及超立方体。
我想根据其可扩展性的价值对它们进行排序。例如,完全连接在传输速度方面具有最佳价值之一,因为每个元素都连接到所有其他元素,但在成本方面具有最低价值,因为您必须将每个新元素连接到所有其他元素。
抱歉,如果术语或问题本身有些不正确,我并不是该领域的真正专家,但我需要对这个问题的某种回答。
谢谢。
我们可以列出列出的网络的一些参数,例如使用https://www.cs.uky.edu/~jzhang/CS621/chapter3.pdf
的第55页“3.16c:静态网络的特征”
Parallel and Distributed Computing. Chapter 3: Models of Parallel Computers and
Interconnections
作者:Jun Zhang,肯塔基大学计算机科学系高性能计算与计算机模拟实验室
p
台机器(节点)的网络参数为:
- Links per node - 每个节点将有一个或多个links;一些网络也会有多端口交换机 (star, tree=star_of_stars)
Link 每个网络 - 网络中的 links(电缆)总数
直径-将通过多少个中转节点(交换机)(最差数)
- 二分宽度 - 应删除多少 link 以将网络分成两个未连接的两半
Fully connected,
每对节点之间有直接连接,每个节点p
links,网络中p*(p-1)/2
links(非常高),直径为1 (最好的),二等分宽度 p*p/4
linear bus, (linear array)
每个节点通常有一个(共享介质;无法扩展)或两个连接(点对点)。对于 p2p 连接,第一个和最后一个节点只有 1 link。 Links 每个网络 = p-1
,直径 = p-1
,二等分宽度 = 1.
ring,
每个节点有两个连接(left/right;它是一维环面),网络中有 p 个连接(links)。直径p-2
(平均值p/2),二等分宽度2.
2D net (2d mesh)
每个节点有4个连接(up/down/right/left),但边缘节点有一些未连接。 p个节点的网络是一个高度=sqrt(p)
的正方形网络。 2*(p-sqrt(p))
在网络中连接 links,直径 2*(sqrt(p)-1)
,二等分宽度 sqrt(p)
。
2D torus
每个节点有4个连接(up/down/right/left),边缘节点与其他边缘有连接。 2*p
在网络中连接 links,直径 ~sqrt(p)
,二等分宽度 2*sqrt(p)
。
hypercube
n
维度上的超立方体有 p=2^n
个节点,因此 n = log_2 (p)
。因此,每个节点每个维度都有 link - n
links 或 log(p)
。网络中有p*log(p)/2
个连通link个,log(p)
个直径,p/2
个二等分宽度。
尝试计算 p=10 的一些数字; p=100; p=10000。可以有不同的网络成本模型,例如我们可以使用 "links per network" 参数对每个端口和每条电缆的一些成本进行建模,例如,我们可以有每个端口 100 美元和 10 美元电缆(或 500 美元端口;不再每张卡 2 个端口和 70 美元短电缆/500 美元长电缆)。或者我们可以使用每个网卡的一些成本..或者我们可以买得起一些交换机,但是我们将没有完全二分带宽....
我需要知道这些网络拓扑之间的可扩展性(成本和传输速度)的顺序:完全连接、线性、环形、2D 网络、2D 环面(它们是之前的 2D 扩展),以及超立方体。
我想根据其可扩展性的价值对它们进行排序。例如,完全连接在传输速度方面具有最佳价值之一,因为每个元素都连接到所有其他元素,但在成本方面具有最低价值,因为您必须将每个新元素连接到所有其他元素。
抱歉,如果术语或问题本身有些不正确,我并不是该领域的真正专家,但我需要对这个问题的某种回答。
谢谢。
我们可以列出列出的网络的一些参数,例如使用https://www.cs.uky.edu/~jzhang/CS621/chapter3.pdf
的第55页“3.16c:静态网络的特征”Parallel and Distributed Computing. Chapter 3: Models of Parallel Computers and Interconnections
作者:Jun Zhang,肯塔基大学计算机科学系高性能计算与计算机模拟实验室
p
台机器(节点)的网络参数为:
- Links per node - 每个节点将有一个或多个links;一些网络也会有多端口交换机 (star, tree=star_of_stars)
Link 每个网络 - 网络中的 links(电缆)总数
直径-将通过多少个中转节点(交换机)(最差数)
- 二分宽度 - 应删除多少 link 以将网络分成两个未连接的两半
Fully connected,
每对节点之间有直接连接,每个节点p
links,网络中p*(p-1)/2
links(非常高),直径为1 (最好的),二等分宽度 p*p/4
linear bus, (linear array)
每个节点通常有一个(共享介质;无法扩展)或两个连接(点对点)。对于 p2p 连接,第一个和最后一个节点只有 1 link。 Links 每个网络 = p-1
,直径 = p-1
,二等分宽度 = 1.
ring,
每个节点有两个连接(left/right;它是一维环面),网络中有 p 个连接(links)。直径p-2
(平均值p/2),二等分宽度2.
2D net (2d mesh)
每个节点有4个连接(up/down/right/left),但边缘节点有一些未连接。 p个节点的网络是一个高度=sqrt(p)
的正方形网络。 2*(p-sqrt(p))
在网络中连接 links,直径 2*(sqrt(p)-1)
,二等分宽度 sqrt(p)
。
2D torus
每个节点有4个连接(up/down/right/left),边缘节点与其他边缘有连接。 2*p
在网络中连接 links,直径 ~sqrt(p)
,二等分宽度 2*sqrt(p)
。
hypercube
n
维度上的超立方体有 p=2^n
个节点,因此 n = log_2 (p)
。因此,每个节点每个维度都有 link - n
links 或 log(p)
。网络中有p*log(p)/2
个连通link个,log(p)
个直径,p/2
个二等分宽度。
尝试计算 p=10 的一些数字; p=100; p=10000。可以有不同的网络成本模型,例如我们可以使用 "links per network" 参数对每个端口和每条电缆的一些成本进行建模,例如,我们可以有每个端口 100 美元和 10 美元电缆(或 500 美元端口;不再每张卡 2 个端口和 70 美元短电缆/500 美元长电缆)。或者我们可以使用每个网卡的一些成本..或者我们可以买得起一些交换机,但是我们将没有完全二分带宽....