All-port Broadcasting Algorithms on Wormhole Routed Star Graph Networks

웜홀 라우팅을 지원하는 스타그래프 네트워크에서 전 포트 브로드캐스팅 알고리즘

  • 김차영 (숙명여자대학교 컴퓨터과학과) ;
  • 이상규 (숙명여자대학교 컴퓨터과학과) ;
  • 이주영 (덕성여자대학교 전산학과)
  • Published : 2002.02.01

Abstract

Recently star networks are considered as attractive alternatives to the widely used hypercube for interconnection networks in parallel processing systems by many researchers. One of the fundamental communication problems on star graph networks is broadcasing In this paper we consider the broadcasting problems in star graph networks using wormhole routing. In wormhole routed system minimizing link contention is more critical for the system performance than the distance between two communicating nodes. We use Hamiltonian paths in star graph to set up link-disjoint communication paths We present a broadcast algorithm in n-dimensional star graph of N(=n!) nodes such that the total completion time is no larger than $([long_n n!]+1)$ steps where $([long_n n!]+1)$ is the lower bound This result is significant improvement over the previous n-1 step broadcasting algorithm.

병렬 처리 시스템의 상호연결 네트워크로써 스타 그래프 구조간 그간 널리 사용되어 왔던 하이퍼규브에 비해 지름 및 차수 등의 특성에 우수한 성능을 보임으로 인해 최근 많은 연구자들의 관심을 받고 있다. 스타 그래프 네트워크에서 여러가지 통신문제들이 연구되어 지고 있는데 그러한 통신 문제 중 에 가장 기본이 될수있는 문제 중의 하나가 브로드캐스팅이다. 본 논문에서는 윕홀라우팅을 지원하는 스타 그래프 네트워크 시스템에서의 브로드캐스팅 문제를 다룬다. 윔홀라우팅을 사용하는 네트워크에서는 전송 노드간의 거리보다 전송 시 링크 충돌을 최소화하는 것이 전체 통신 시간을 줄이는 중요한 요소가 되는 데 본 논문에서는 스타 그래프 네트워크에서의 해밀 토니안 경로를 이용하여 링크 충돌이 없이 n 차원 스타 네트워크$([long_n n!]+1)$ 통신스텝이 전체 브로드캐스팅이 완료되는 알고리즘을 제시한다. 이는 이론 절 하한값 $([long_n n!]+1)$ 에 근접한 결과로 기존의 n-1 통신 스텝이 걸리는 알고리즘 보다 향상된 결과이다.

Keywords

References

  1. S. B. Akers, D. Harel, and B. Krishnamurty, 'The Star graph: An Attractive Alternate to the n-cube', Proc, Int'l Conf. on Parallel Processing, pp. 393-400, 1987
  2. S. Latifi and N. Bagherzadeh, 'The Clustered_Star Graph: A New Topoloty for Large Interconnection Networks', Proceedings of the 7th International Parallel Processing Symposium, pp. 514-518, IEEE Computer Society Press, April 1993 https://doi.org/10.1109/IPPS.1993.262824
  3. J-Y. Lee(Park) and H.-A. Choi, 'Circuit-Switched Broadcasting in Torus and Mesh Networks', IEEE Trans. on Parallel & Distributed Systems, vol. 7, No.2, pp. 184-190, Feb. 1996 https://doi.org/10.1109/71.485507
  4. S.-K. Lee and J.-Y. Lee, 'Optimal Broadcast in ${\alpha}-port$ Wormhole-Routed Mesh Networks', 1997 International Conference on Parallel and Distributed Systems, pp. 109-114, 1997 https://doi.org/10.1109/ICPADS.1997.652537
  5. V. Mendia and D. Sarkar, 'Optimal Broadcasting on the Star Graph', IEEE Trans. on Parallel and Distributed Systems, vol. 3, no. 4, pp. 389-396, July 1992 https://doi.org/10.1109/71.149958
  6. L.M. Ni and P.K. Makinley, 'A Survey of Routing Techniques in Wormhole Networks,' Technical Report MSU-CPS-ACS-46, October 17, 1991
  7. S. Latifi and P.K. Srimani. 'Wormhole Broadcast in Star Graph Networks,' Parallel Computing, vol. 24, no. 8, pp. 1263-1276. August 1998 https://doi.org/10.1016/S0167-8191(98)00057-X
  8. M. Nigam, S. Sahni, and B. Krishnamurty, 'Embedding Hamiltonians and Hypercubes in Star Interconnection Graphs', Proc. of 1990 Int'l Conf. Parallel Processing, pp. 340-343, 1990