1.一种高性能计算互连网络系统,包括组内光交换机、组间光交换机、光电混合交换机、电分组交换机、计算节点;其特征在于:
所述的组内光交换机有X台,每台组内光交换机包括N×8个交换端口,每个交换端口连接1台光电混合交换机,其中N为大于等于零的正整数;
所述的组间光交换机有Y台,每台组间光交换机包括16个交换端口,每个交换端口连接1台光电混合交换机,每一台组间光交换机与其连接的16个光电混合交换机组成一个通信单元;
所述的电分组交换机有L台,每8台电分组交换机互连成一个一级单元结构,每台电分组交换机包括1个上行端口、S个下行端口和6个交换端口,其中上行端口连接1台光电混合交换机,每个下行端口连接1个计算节点,每个交换端口连接1台电分组交换机,其中S为大于等于零的正整数;
所述的光电混合交换机有Z台,每8台光电混合交换机互连成一个二级单元结构,8×M个二级单元结构组成一个三级单元结构,其中M=N;每台光电混合交换机包括2个上行端口、8个下行端口和7个交换端口,2个上行端口分别与1台组内光交换机和1台组间光交换机连接,每个下行端口连接1台电分组交换机,每个交换端口连接1台光电混合交换机;
所述的计算节点有L×S个,每个计算节点的上行端口连接1台电分组交换机,其中L表示电分组交换机总的台数,S表示每台电分组交换机的下行端口数。
2.根据权利要求1所述的一种高性能计算互连网络系统,其特征在于,所述的X、Y、Z、L的取值分别由下式确定:
X=[(N×8)+1]×8
Y=[(N×8)+1](N×4)
Z=[(N×8)+1]×N×64
L=[(N×8)+1]×N×512
其中,X表示组内光交换机总的台数,N为大于等于零的正整数,Y表示组间光交换机总的台数,Z表示光电混合交换机总的台数,L表示电分组交换机总的台数。
3.根据权利要求1所述的一种高性能计算互连网络系统,其特征在于:所述的每8台电分组交换机互连成一个一级单元结构是指,将每8台电分组交换机连接成一个立方体形状,立方体中每个面对角线上的两个电分组交换机相连。
4.根据权利要求1所述的一种高性能计算互连网络系统,其特征在于:每8台光电混合交换机互连成一个二级单元结构是指,将每8台光电混合交换机连接成一个立方体形状,立方体中每个面对角线与每个体对角线上的两个光电混合交换机相连。
5.一种高性能计算互连网络方法,包括如下步骤:
(1)产生数据分组:
计算节点产生数据分组,并将该数据分组发送至与该计算节点相连的本地电分组交换机Rs;
(2)解析数据分组:
本地电分组交换机Rs解析数据分组,提取数据分组中的目的地址;
(3)判断数据分组中的目的地址与本地电分组交换机Rs的地址是否同处一个三级单元结构,若是,则执行步骤(4);否则,执行步骤(7);
(4)判断数据分组中的目的地址与本地电分组交换机Rs的地址是否同处一个二级单元结构,若是,则执行步骤(5);否则,执行步骤(7);
(5)判断数据分组中的目的地址与本地电分组交换机Rs的地址是否同处一个一级单元结构,若是,则执行步骤(6);否则,执行步骤(7);
(6)本地电分组交换机Rs将数据分组发送至目的电分组交换机Rd,执行步骤(23);
(7)本地电分组交换机Rs将数据分组发送至相连的光电混合交换机Es;
(8)判断数据分组中的目的地址与本地光电混合交换机Es的地址是否同处一个三级单元结构,若是,则执行步骤(9);否则,执行步骤(18);
(9)判断数据分组中的目的地址与本地光电混合交换机Es的地址是否同处一个二级单元结构,若是,则执行步骤(10);否则,执行步骤(16);
(10)本地光电混合交换机Es解析数据分组,提取数据分组中的目的地址;
(11)本地光电混合交换机Es将数据分组存入本地缓存中的电交换子队列;
(12)本地光电混合交换机Es周期性查询本地缓存的所有电交换子队列;
(13)判断电交换子队列中是否存在待发送的数据分组,若是,执行步骤(14);否则,执行步骤(12);
(14)光电混合交换机Es将数据分组发送至目的光电混合交换机Ed;
(15)光电混合交换机Ed将数据分组发送至电分组交换机Rd,执行步骤(23);
(16)本地光电混合交换机Es在波长分配表中选择发送数据分组的通信波长,将数据分组发送至相连的组内光交换机ORa;
(17)组内光交换机ORa将数据分组发送至目的光电混合交换机Ed,执行步骤(15);
(18)判断数据分组中的目的地址与本地光电混合交换机Es的地址是否同处一个通信单元,若是,则执行步骤(19);否则,执行步骤(21);
(19)本地光电混合交换机Es在波长分配表中选择发送数据分组的通信波长,将数据分组发送至相连的组间光交换机ORb;
(20)组间光交换机ORb将数据分组发送至目的光电混合交换机Ed,执行步骤(15);
(21)光电混合交换机Es将数据分组发送至与目的地址在同一通信单元内的光电混合交换机Em;
(22)光电混合交换机Em根据波长分配表选择通信波长,将数据分组发送至相连的组间光交换机ORb,执行步骤(20);
(23)电分组交换机Rd将数据分组发送给目的计算节点,通信过程完成。