專利名稱：分級(jí)無源網(wǎng)絡(luò)的制作方法
分級(jí)無源網(wǎng)絡(luò)
背景技術(shù)：
包括服務(wù)器、局部網(wǎng)絡(luò)或者區(qū)域和全球網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算系統(tǒng)經(jīng)常需要互連許多計(jì)算單 元。例如，諸如服務(wù)器的一些電子系統(tǒng)包括放入刀片服務(wù)器或者機(jī)架服務(wù)器中的許多印刷 電路板。這些板通常配備有連接器，所述連接器允許它們附著到底板上的對(duì)應(yīng)連接器。在 板之間的電互連由此由底板提供，從而允許在板之間交換信息。然而這一方式具有它的限制。隨著在服務(wù)器、刀片或者卡之間需要的數(shù)據(jù)帶寬的 增加，能夠容納它們的底板變得不僅更昂貴而且更復(fù)雜、并且因此穩(wěn)健性和可靠性更低。其 它這樣的復(fù)雜平臺(tái)包括多核計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)群集和超級(jí)計(jì)算機(jī)。這些應(yīng)用中的每一個(gè)需要 在計(jì)算單元(處理器核、處理器或者處理器平臺(tái))之間的快速、高帶寬互連，這也顧及到能夠 支持高速計(jì)算的輸入/輸出架構(gòu)。這樣的布置可能涉及到數(shù)以千計(jì)的單獨(dú)計(jì)算節(jié)點(diǎn)。在這樣的大型網(wǎng)絡(luò)中引導(dǎo)數(shù)據(jù)可能涉及到海量的耗費(fèi)時(shí)間和資源的路由步驟。例 如，分組交換可能涉及到與排隊(duì)有關(guān)的延遲。另一方面，光學(xué)互連為很高的帶寬提供了可 能，而同時(shí)提供一般比電互連更少的電磁干擾生成和敏感性。然而，在單元之間的光學(xué)通信 一般涉及到將數(shù)據(jù)從電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)和從光信號(hào)轉(zhuǎn)換回電信號(hào)。為了使路由和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換的限制最小化而又維持高度的互連，希望將網(wǎng)絡(luò)中的盡可能多的單元直接連接到盡可能 多的其它單元。遺憾的是，對(duì)于較大的網(wǎng)絡(luò)，這可能需要大量光纜，從而增加成本并且使系 統(tǒng)難以維持。


圖1是在所有節(jié)點(diǎn)之間提供成對(duì)連接的節(jié)點(diǎn)的線性鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)的圖示； 圖2圖示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的計(jì)算節(jié)點(diǎn)的二維陣列；
圖3是圖示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的在16節(jié)點(diǎn)的二維網(wǎng)絡(luò)中的輸出端口和輸入端口的布 置的圖4是在表示為(0，0)并且用于陣列(比如圖2中的陣列)中的節(jié)點(diǎn)中的一組連接器、 輸入和輸出的圖；以及
圖5是根據(jù)本實(shí)施例的將每單元的管道數(shù)目與網(wǎng)絡(luò)中的分級(jí)級(jí)別數(shù)目相關(guān)的函數(shù)的 繪圖。
具體實(shí)施例方式在描述本發(fā)明的實(shí)施例時(shí)將使用以下術(shù)語。除非上下文清楚地另有指明，則單數(shù)形式“一”、“一種”和“該”包括復(fù)數(shù)引用。因 此，例如，對(duì)“部件表面”的引用包括對(duì)一個(gè)或者多個(gè)這樣的表面的引用。如這里所用，術(shù)語“大約”意味著尺寸、大小、公式表示、參數(shù)、形狀以及其它量和特 征并非而且無需準(zhǔn)確、而是可以按照需要為近似的和/或更大或者更小，從而反映容差、轉(zhuǎn) 換因子、取舍、測量誤差等以及本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它因素?，F(xiàn)在將參照?qǐng)D示的示例實(shí)施例并且這里將使用具體言語來描述它們。然而，將理解并不意欲由此限制本發(fā)明的范圍。可能希望連接許多計(jì)算節(jié)點(diǎn)，從而直接物理連接存在于每對(duì)節(jié)點(diǎn)之間。如這里所 用，術(shù)語“節(jié)點(diǎn)”、“計(jì)算節(jié)點(diǎn)”或者簡稱“單元”可互換地指代可以連接到其它這樣的單元并 且與其它這樣的單元一起工作的處理單元，所述單元包括電路板(比如刀片服務(wù)器中的刀 片)和計(jì)算機(jī)(比如服務(wù)器和/或客戶端)。一種提供這樣的互連的方式是使用承載多個(gè)通信 管道的通信線纜以線性布置鏈接所有單元。在系統(tǒng)使用光學(xué)互連的情況下，管道可以是在 成束線纜或者帶狀線纜內(nèi)的光纖或者其它光學(xué)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。在更一般的意義上，術(shù)語“管道” 可以指代任何如下結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)信號(hào)可以通過該結(jié)構(gòu)在配置成容納該信號(hào)的系統(tǒng)中從點(diǎn)到點(diǎn) 行進(jìn)，所述結(jié)構(gòu)包括光纖、電線、雙絞線線纜、同軸線纜和機(jī)械通道。甚至更一般的術(shù)語“路 徑”不僅包括管道而且包括可以從點(diǎn)到點(diǎn)傳輸信號(hào)(比如在自由空間光學(xué)器件系統(tǒng)中)的其 它方式。盡管以下描述具體指代通過管道的連接，但是將理解可以設(shè)想其中使用其它路徑 的本發(fā)明的變化。圖1提供了這樣的布置的圖示，其中具有數(shù)目為N個(gè)的節(jié)點(diǎn)12的菊花鏈網(wǎng)絡(luò)10可 以使用N個(gè)通信線纜14將節(jié)點(diǎn)連接成邏輯環(huán)，其中每個(gè)線纜包括管道16，每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過所 述管道連接到環(huán)中的每個(gè)其它節(jié)點(diǎn)。在這一環(huán)中，連接性(并且因此信息)從左向右并且從 每個(gè)節(jié)點(diǎn)的輸出端口 18向下游節(jié)點(diǎn)上的輸入端口 20傳遞。為了在所有節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)完全 成對(duì)連接性，每個(gè)節(jié)點(diǎn)必須發(fā)起N-I個(gè)連接。在這一布置中，將上游節(jié)點(diǎn)鏈接到下游節(jié)點(diǎn)的 每個(gè)線纜承載一個(gè)連接這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的管道以及N-2個(gè)將上游節(jié)點(diǎn)連接到其它節(jié)點(diǎn)的光纖、 和(Ν1)*(Ν-1)/2個(gè)直通(pass-through)光纖，環(huán)中的其它節(jié)點(diǎn)通過這些直通光纖來相互 連接。每個(gè)通信線纜承載共計(jì)至少N*(N-I)/2個(gè)管道。這一菊花鏈布置在所有節(jié)點(diǎn)之間提供直接成對(duì)連接，而無需在除了信號(hào)的起點(diǎn)和 終點(diǎn)之外的點(diǎn)處訴諸于分組交換或者(在光纖通信的情況下)電光轉(zhuǎn)換。然而，每線纜的管 道數(shù)目隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)目增加而成二次地增加。例如，其中N=IOOO的網(wǎng)絡(luò)在每個(gè)線纜中需要多 達(dá)飛00，000個(gè)管道。即使以光纖為管道，承載這樣多的光纖的線纜可能仍然難以制作和維 護(hù)。本系統(tǒng)和方法可以將計(jì)算機(jī)布置為分級(jí)網(wǎng)絡(luò)，從而可實(shí)現(xiàn)大型網(wǎng)絡(luò)而沒有光纖數(shù) 目的同樣增長。本系統(tǒng)的一個(gè)效果在于減緩與網(wǎng)絡(luò)大小增長相伴的每線纜的管道數(shù)目的增 長。實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，同時(shí)仍然在N個(gè)計(jì)算機(jī)/單元之間提供直接連接而無需訴諸于分組交換 或者中間流光電轉(zhuǎn)換。照此，分組交換和額外轉(zhuǎn)換步驟在使用本系統(tǒng)來構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)時(shí)變成可 選工具。因此可以省略兩個(gè)方案以減少資源和維護(hù)要求，或者任一個(gè)可以與本發(fā)明的系統(tǒng) 一起運(yùn)用以進(jìn)一步增加靈活性和帶寬能力。根據(jù)本系統(tǒng)，代替線性邏輯鏈，將節(jié)點(diǎn)布置成具有維度分級(jí)的多維邏輯陣列。圖2 提供了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的計(jì)算節(jié)點(diǎn)12的二維陣列22的圖示。為了便于描述，可以使 用x、y坐標(biāo)系23來標(biāo)記每個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中感興趣的節(jié)點(diǎn)M表示為(0，0)。然而，應(yīng)當(dāng)注意本 系統(tǒng)的操作無需這樣的表示系統(tǒng)或者實(shí)際上無需任何系統(tǒng)。每個(gè)單獨(dú)節(jié)點(diǎn)通過連接它們的 網(wǎng)格移位矢量來區(qū)分其它節(jié)點(diǎn)，例如作為(1，1)鄰居、(_1，0)鄰居等。沿著兩個(gè)方向均假設(shè) 周期邊界條件。例如，在圖2中所示陣列中，表示為(1，2)的節(jié)點(diǎn)的最上面的鄰居為(1，-1) 節(jié)點(diǎn)。應(yīng)當(dāng)理解，周期邊界條件對(duì)于本系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)并非必需的。在周期邊界條件之下，所有 節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)處于等效位置，從而可以使用具有基本上相同連接架構(gòu)的節(jié)點(diǎn)。在不存在周期邊界條件時(shí)，所有節(jié)點(diǎn)位置并非等效；并且因此將需要修改通信方案。也應(yīng)當(dāng)理解，盡管 這里使用維度要素的常用慣例(如“行”和“列”)來討論陣列，但是使用這些是為了便于描 述而并非使本發(fā)明限于二維實(shí)施例。為了在所有節(jié)點(diǎn)對(duì)之間提供直接成對(duì)連接性，每個(gè)節(jié)點(diǎn)必須被配備成發(fā)送(N-I) 個(gè)輸出并且類似地接收(N-I)個(gè)輸入。每個(gè)輸入或者輸出與特定鄰居唯一地關(guān)聯(lián)。因此數(shù) 據(jù)信號(hào)的起點(diǎn)可以由數(shù)據(jù)信號(hào)到達(dá)哪個(gè)輸入端口確定。類似地，可以簡單地通過激活對(duì)應(yīng) 輸出端口來向特定節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。給定節(jié)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)擁有它標(biāo)識(shí)輸入和輸出端口(并且因此標(biāo) 識(shí)它們?nèi)ネ?來自的節(jié)點(diǎn))的方法。然而，這樣的方法可以與端口容置于其中的連接器中的 位置一樣簡單。圖3示出了圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的在節(jié)點(diǎn)中的輸出端口 18和輸入端口 20的布置 的圖。在這一布置中，端口布置成組。例如，存在如下組組沈，該組提供到相同行中的其 它節(jié)點(diǎn)的連接；組觀，該組提供到相同列中的其它節(jié)點(diǎn)的連接；以及組30-32，用于與分別 處于從當(dāng)前節(jié)點(diǎn)遷移一列、兩列和三列的節(jié)點(diǎn)的連接。通過按逐步的方式經(jīng)過陣列發(fā)送信號(hào)來實(shí)現(xiàn)線纜中的光纖或者管道數(shù)目的節(jié)省。 例如，一個(gè)實(shí)施例使用如下慣例，其中每個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)首先沿著它發(fā)起的節(jié)點(diǎn)行被發(fā)送直至 它到達(dá)目的地節(jié)點(diǎn)所位于的列。然后，如果必要，則沿著該列發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)以到達(dá)目的地節(jié) 點(diǎn)。然而，將理解在一個(gè)替代實(shí)施例中，相反的慣例(先列后行)可以同樣適用。可以簡單地 通過添加重新引導(dǎo)步驟來對(duì)于具有更多維度的陣列擴(kuò)展這些慣例中的任一個(gè)。注意仍然無 需分組交換來將數(shù)據(jù)信號(hào)路由至它的目的地。相反，在到達(dá)網(wǎng)格的適當(dāng)列(第一步驟)后，沿 著該列無源地重新引導(dǎo)該信號(hào)并且將其發(fā)送至最終目的地(第二步驟)。由于在兩個(gè)或者更 多步驟中發(fā)送信號(hào)，每個(gè)步驟沿著陣列的不同維度，所以這樣的單元布置變成分級(jí)網(wǎng)絡(luò)，其 中陣列本身的結(jié)構(gòu)提供路由邏輯。圖4是處于陣列22 (比如圖2中所示的N=16的二維網(wǎng)絡(luò))中的感興趣的節(jié)點(diǎn)中 的一組無源連接器34、輸入、輸出和直通的圖。如下文將說明的那樣，連接器可以用于根據(jù) 管道組來組織引入和引出管道，每個(gè)管道組由它們被引導(dǎo)至的陣列的級(jí)別限定?；緲?gòu)建 塊是一維管道組，該一維管道組提供線性網(wǎng)絡(luò)(比如圖1中所示網(wǎng)絡(luò))的基礎(chǔ)。這一管道組 在圖4中由實(shí)線和圓表示并且包括鏈接沿著陣列的單個(gè)行或者列的節(jié)點(diǎn)的管道。由于在該 二次陣列的每行和每列中有V N=4個(gè)節(jié)點(diǎn)，所以這一管道組將包括V N* ( V N-l)/2=6個(gè)管 道。這一管道組36通過圖3中由圓示出的輸出端口和輸入端口鏈接到節(jié)點(diǎn)并且提供從(0， 0)節(jié)點(diǎn)到該節(jié)點(diǎn)所在行或者列中的每個(gè)其它節(jié)點(diǎn)的連接。在該組中的用于連接其它成對(duì)節(jié) 點(diǎn)的管道簡單地穿過這一節(jié)點(diǎn)。端口劃分成d個(gè)連接器，其中d為陣列中的維數(shù)。在所示 二維陣列中，在兩個(gè)連接器中發(fā)現(xiàn)端口 ；一個(gè)用來與沿著行的鄰居(1，0)、(2，0)、(3，0)通 信而另一個(gè)用來與沿著列的鄰居(0，1)、(0，2)、(0，3)通信。為了提供與行以外的節(jié)點(diǎn)的通信，將基本管道組重復(fù)N(d_1)Al次。在例證的二維陣 列中，基本管道組在二維陣列中重復(fù)V N次。然而，不同于一維管道組36，每個(gè)附加管道組 38-42將(0，0)節(jié)點(diǎn)的所有行鄰居連接到除了(0，0)節(jié)點(diǎn)所在行之外的行。在圖4所示的實(shí)施例中，管道組38 (包括來自(0，0)的每個(gè)行鄰居并且打算用于 鄰居(0，1)的管道)進(jìn)入其中將它們重新引導(dǎo)至鄰居(0，1)的節(jié)點(diǎn)。類似地，也來自(0，0) 的行鄰居的管道組40和42中的引入管道分別指向從(0，0)向上兩行和三行的節(jié)點(diǎn)(S卩(0，2)和(0，3))。這說明了本發(fā)明提供的逐步路由邏輯。來自任何給定節(jié)點(diǎn)的信號(hào)首先沿著 它們的行向下游發(fā)送(在這一實(shí)施例中從左到右)直至它們到達(dá)適當(dāng)列中的行鄰居。如果該 行鄰居為目的地節(jié)點(diǎn)，則信號(hào)終止于此(比如一維管道組36)。如果目的地節(jié)點(diǎn)落在該列的 另一行中，則行鄰居根據(jù)其逐行的軌跡重新引導(dǎo)該信號(hào)并且沿著列將該信號(hào)發(fā)送正確行數(shù) 以到達(dá)目的地節(jié)點(diǎn)。再次應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，通過在正確的列級(jí)別處重新引導(dǎo)數(shù)據(jù)信號(hào)來無源地實(shí)現(xiàn)本發(fā) 明中的該數(shù)據(jù)信號(hào)的路由。不需要分組交換。重新引導(dǎo)可以通過無源重新引導(dǎo)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)， 該重新引導(dǎo)結(jié)構(gòu)被配置成改變數(shù)據(jù)信號(hào)或者承載它的管道的軌跡或者方向并且沿適當(dāng)方 向發(fā)送信號(hào)或者管道。在一種配置中，重新引導(dǎo)結(jié)構(gòu)是管道本身中的彎曲或者角度。在其 它方面中，其它結(jié)構(gòu)可以用于重新引導(dǎo)信號(hào)，包括鏡子、透鏡和波導(dǎo)。更具體而言，每個(gè)節(jié)點(diǎn)向右鄰居發(fā)出管道組38水平光纖的引出始發(fā)管道，這些管 道由(0，0)單元用來向第一頂部鄰居行(即向(1，1)、(2，1)和(3，1)單元)發(fā)送信號(hào)。對(duì)應(yīng) 輸出端口在圖4中由三個(gè)填充方塊示出。在接收側(cè)，從底部鄰居到達(dá)的管道組38光纖的引 入連接由(0，0)單元用來從第一左鄰居列(即從(-1，-1),(-1, -2)和(-1，-3)單元)接收 信號(hào)。對(duì)應(yīng)輸入端口在圖4中由三個(gè)開放方塊示出。類似地，導(dǎo)管組40由(0，0)用來向第 二頂部行(即向(1，2)、(2，2)和(3，2)單元)發(fā)送信號(hào)并且從左側(cè)第二鄰居列(即(_2，-1)、 (-2，-2)和(-2，-3)單元)接收信號(hào)。用于這些連接的輸出端口和輸入端口在圖4中分別 由填充和開放三角形表示。以相同方式，管道組42由(0，0)用來向第三頂部行(即向(1，3)、 (2，3)和(3，3)節(jié)點(diǎn))發(fā)送信號(hào)并且從左側(cè)第三鄰居列(S卩(-3，-1)、(-3，-2)和(-3，-3)節(jié) 點(diǎn))接收信號(hào)。用于這些連接的輸出端口和輸入端口在圖4中分別由填充和開放十字形表示。再次應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)，通過在正確的列級(jí)別重新引導(dǎo)數(shù)據(jù)信號(hào)來無源地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明中的 數(shù)據(jù)信號(hào)的路由。不需要分組交換。重新引導(dǎo)可以通過無源重新引導(dǎo)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，該重新引 導(dǎo)結(jié)構(gòu)被配置成改變數(shù)據(jù)信號(hào)或者承載它的管道的軌跡或者方向并且沿適當(dāng)方向發(fā)送信 號(hào)或者管道。在一個(gè)特定方面中，重新引導(dǎo)結(jié)構(gòu)是管道本身中的彎曲或者角度。在其它方 面中，其它結(jié)構(gòu)可以用于重新引導(dǎo)信號(hào)，包括鏡子、透鏡和波導(dǎo)?？偠灾?，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以擁有沿著行延展的連接器和沿著列延展的另一 連接器。每個(gè)連接器中的光纖數(shù)目為(管道組數(shù)目)* (每個(gè)管道組中的管道數(shù)目) =V N*[ V N*( V N-1)]/2=N*( V N-1V2。每單元的光纖總數(shù)為其兩倍=N*( V N-1)。對(duì) 于大N，這一數(shù)目按照 NV2而不是如圖1中所描述的線性邏輯網(wǎng)絡(luò)中那樣按照 N2/2縮放。 例如，對(duì)于具有256=28個(gè)單元的網(wǎng)絡(luò)，線性單步網(wǎng)絡(luò)需要每單元的216/2=32，768個(gè)光纖， 而二維兩步網(wǎng)絡(luò)需要每單元的僅4096個(gè)光纖(為其八分之一)。所述概念可以推廣至更高維度。然而，該架構(gòu)的復(fù)雜性妨礙所得連接器的簡單可 視化。因此，這里將使用與剛才考慮的兩步分級(jí)網(wǎng)絡(luò)的類似性來對(duì)其進(jìn)行文字描述。在三步 網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)布置成三維邏輯陣列。首先沿著陣列的一個(gè)軸1、然后沿著第二軸并且最終沿 著第三軸傳送信號(hào)。陣列的線性大小為NV3。基本連接器現(xiàn)在具有Ν1Λ (Nv3-I)/2個(gè)光纖?？?以將基本連接器重復(fù)N2"3倍，從而獲得N2"3個(gè)管道組。管道組用來向N2"3行節(jié)點(diǎn)發(fā)送/接收 信號(hào)，所述行與軸1平行延展。每個(gè)節(jié)點(diǎn)必須具有3個(gè)這樣的復(fù)合連接器(每個(gè)邏輯維度有 一個(gè)復(fù)合連接器)。因此，每節(jié)點(diǎn)的管道總數(shù)為3*Ν273*[N173(N173-I)/2] = 3*Ν*(Ν"3-1)/2。推廣至i/步i/維邏輯網(wǎng)絡(luò)，每節(jié)點(diǎn)的管道總數(shù)為 Fn (d) = (l/2)*d*N*(N1/d - 1)。這一函數(shù)如圖5中所示隨著d而單調(diào)減小。在很大d的極限情況下獲得 Iim j.-, l;N(d) = (l/2)*d*N*[ 1 + In(N)/d - 1 ] = (1/2)*N*ln(N)。因此一維網(wǎng)絡(luò)的(1/2)*N2縮放改進(jìn)至無窮維網(wǎng)絡(luò)的(l/2)*N*h(N)縮放。例如， 對(duì)于 N=1000，F(xiàn)1000 (I) = 499，500，但是 F1000 ( OO ) = 3454 (為其 145 分之一)。對(duì)于 N = 1,000, 000, F106(l) 5 * 川“而卩！^②) 6.9 * IO6,(為其 72，464 分之一)。在某一程度上概括和重申，分級(jí)邏輯網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)之間提供直接成對(duì) 通信。所述節(jié)點(diǎn)可以包括電路板、服務(wù)器單元、服務(wù)器和客戶端。另外，可以在構(gòu)建基于光 纖傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)以及使用電線或者電纜的電傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)運(yùn)用本系統(tǒng)。具體而言，相對(duì)于現(xiàn)有 技術(shù)，本發(fā)明的連接性完全無源，從而無需分組交換或者大量的光電轉(zhuǎn)換或者電光轉(zhuǎn)換。此 外，提出的架構(gòu)是統(tǒng)一的、即所有單元和連接器相同且等效。這樣的網(wǎng)絡(luò)因此可易于擴(kuò)展。盡管前述示例在一個(gè)或者多個(gè)特定應(yīng)用中說明了本發(fā)明的原理，但是本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員將清楚可以進(jìn)行在實(shí)施形式、用途和細(xì)節(jié)上的諸多修改而無需運(yùn)用創(chuàng)造性能力并 且不脫離本發(fā)明的原理和概念。因而，本發(fā)明除了受以下闡述的權(quán)利要求限制之外不打算 受任何限制。
權(quán)利要求
1.一種具有維度分級(jí)的通信網(wǎng)絡(luò)，包括多個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)(12)，其布置成包括多個(gè)行和多個(gè)列的邏輯陣列(22)； 多個(gè)通信線纜(14)，其鏈接每個(gè)行和每個(gè)列中的每個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)對(duì)，其中每個(gè)通信線纜 包括1.多個(gè)管道(16)，其中每個(gè)管道具有上游端和下游端； .管道組(36)，其包括每個(gè)將在上游端的計(jì)算節(jié)點(diǎn)與所述行或者列中的其它計(jì)算節(jié) 點(diǎn)連接的管道以及將所述行或者列中的其它計(jì)算節(jié)點(diǎn)相互連接的直通管道；以及iii.多個(gè)垂直管道組(38-42)，每個(gè)垂直管道組包括將行中的計(jì)算節(jié)點(diǎn)連接到列中的 計(jì)算節(jié)點(diǎn)的管道，并且其中每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)將垂直管道組中的管道無源地重新引導(dǎo)至目標(biāo)列 中的適當(dāng)計(jì)算節(jié)點(diǎn)，從而直接物理連接存在于所述陣列中的每對(duì)計(jì)算節(jié)點(diǎn)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信網(wǎng)絡(luò)，其中每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)包括多個(gè)連接器(34)，每個(gè)連 接器包括多個(gè)輸出端口(18)，其將上游端連接到所述計(jì)算節(jié)點(diǎn)； 多個(gè)輸入端口(20)，其將下游端連接到所述計(jì)算節(jié)點(diǎn)；以及 多個(gè)直通端口，其通過所述計(jì)算節(jié)點(diǎn)運(yùn)送直通管道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信網(wǎng)絡(luò)，其中每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)包括無源重新引導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信網(wǎng)絡(luò)，其中所述陣列的所有維度在大小上相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的通信網(wǎng)絡(luò)，其中在每個(gè)通信線纜中存在不多于1/2* Nd-l)個(gè)管道，并且每計(jì)算節(jié)點(diǎn)有不多于1/2 * d * N *(N17d-I)個(gè)管道，其中N為所述陣列 中的計(jì)算節(jié)點(diǎn)的數(shù)目并且d為所述陣列中的維數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通信網(wǎng)絡(luò)，其中所述管道為光纖，所述輸入端口包括光電檢 測器，所述輸出端口包括光源，并且所述直通端口包括光學(xué)通孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通信網(wǎng)絡(luò)，其中所述管道為電線，所述輸入端口和所述輸出 端口包括電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通信網(wǎng)絡(luò)，其中所述管道為雙絞線線纜。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的通信網(wǎng)絡(luò)，其中所述管道為同軸線纜，并且所述輸入端口和 輸出端口為模塊化插銷連接器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信網(wǎng)絡(luò)，其中所述陣列具有三個(gè)維度，并且每通信線纜存 在不多于N* (Ν1Λ-1)/2個(gè)管道且每節(jié)點(diǎn)存在不多于3 * N* (ΝιΛ-1)/2個(gè)管道。
11.一種光學(xué)通信網(wǎng)絡(luò)，包括多個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)(12)，其布置成包括多個(gè)行和多個(gè)列并且具有維度分級(jí)的邏輯陣列 (22)；多個(gè)光纜(14)，其鏈接每個(gè)行和每個(gè)列中的每個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)對(duì)，其中每個(gè)光纜包括 i.多個(gè)光纖(16)，其中每個(gè)光纖具有上游端和下游端； .光纖組(36)，其包括每個(gè)將在所述上游端的計(jì)算節(jié)點(diǎn)與所述行或者列中的其它計(jì) 算節(jié)點(diǎn)連接的光纖以及將所述行或者列中的其它計(jì)算節(jié)點(diǎn)相互連接的直通光纖；以及iii.多個(gè)垂直光纖組(38-42)，每個(gè)垂直光纖組包括將行中的計(jì)算節(jié)點(diǎn)連接到列中的 計(jì)算節(jié)點(diǎn)的光纖，并且其中每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)將垂直光纖組中的光纖無源地重新引導(dǎo)至目標(biāo)列 中的適當(dāng)計(jì)算節(jié)點(diǎn)，從而直接物理連接存在于所述陣列中的每對(duì)計(jì)算節(jié)點(diǎn)之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)通信網(wǎng)絡(luò)，其中每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)包括從由所述光纖中的 彎曲、鏡子、波導(dǎo)和透鏡組成的組中選擇的至少一個(gè)光學(xué)重新引導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
13.—種在通信網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)之間提供互連的方法，包括將多個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)(12)布置成包括多個(gè)行和多個(gè)列并且具有維度分級(jí)的邏輯陣列(22);并且使用通信線纜(14)來鏈接每個(gè)相鄰計(jì)算節(jié)點(diǎn)對(duì)，每個(gè)通信線纜具有上游端和下游端并 且包括多個(gè)管道組，所述管道組包括i.管道組(36)，其包括每個(gè)將在其上游端的計(jì)算節(jié)點(diǎn)與所述行或者列中的其它計(jì)算節(jié) 點(diǎn)連接的管道、以及將所述行或者列中的其它計(jì)算節(jié)點(diǎn)相互連接的直通管道；以及iii.多個(gè)垂直管道組(38-42)，每個(gè)垂直管道組包括將行中的計(jì)算節(jié)點(diǎn)連接到列中的 計(jì)算節(jié)點(diǎn)的管道；并且將垂直管道組中的管道無源地重新引導(dǎo)至目標(biāo)列中的適當(dāng)計(jì)算節(jié)點(diǎn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括附加步驟以在行與列之間交替的逐步方式 在所述陣列中移動(dòng)數(shù)據(jù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中沿著行向下游發(fā)送所述數(shù)據(jù)直至所述數(shù)據(jù)到達(dá) 目標(biāo)列，以及然后可選地沿著所述目標(biāo)列向下游發(fā)送所述數(shù)據(jù)。
全文摘要
描述一種通信網(wǎng)絡(luò)，其中若干計(jì)算節(jié)點(diǎn)(12)處于邏輯多維陣列(22)中并且由通信線纜(14)鏈接。通信線纜承載將每個(gè)節(jié)點(diǎn)與陣列中的所有其他節(jié)點(diǎn)連接的管道16，從而直接物理連接存在于陣列中的每對(duì)計(jì)算節(jié)點(diǎn)之間。一種在通信網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)之間提供互連的方法包括將計(jì)算節(jié)點(diǎn)布置和連接成上文所述的陣列，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)將管道無源地重新引導(dǎo)至陣列中的列和行。
文檔編號(hào)H04L12/56GK102090027SQ200880130271
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2008年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月8日
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