The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

The Korean Institute of Commucations and Information Sciences (한국통신학회)
권호 표지

Fault free Shortest Path routing on the de Bruijin network

드브르젼 네트워크에서 고장 노드를 포함하지 않는 최단 경로 라우팅

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  • 정연일 (경희대학교 컴퓨터공학과 실시간멀티미디어연구실) ;
  • 이승룡 (경희대학교 컴퓨터공학과 실시간멀티미디어연구실)
  • Published : 2004.11.01
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Abstract

It is shown that the do Bruijn graph (dBG) can be used as an architecture for interconnection network and a suitable structure for parallel computation. Recent works have classified dBG based routing algorithms into shortest path routing and fault tolerant routing but investigation into fault free shortest path (FFSP) on dBG has been non-existent. In addition, as the size of the network increase, more faults are to be expected and therefore shortest path dBG algorithms in fault free mode may not be suitable routing algorithms for real interconnection networks, which contain several failures. Furthermore, long fault free path may lead to high traffic, high delay time and low throughput. In this paper we investigate routing algorithms in the condition of existing failure, based on the Bidirectional do Bruijn graph (BdBG). Two FFSP routing algorithms are proposed. Then, the performances of the two algorithms are analyzed in terms of mean path lengths and discrete set mean sizes. Our study shows that the proposed algorithms can be one of the candidates for routing in real interconnection networks based on dBG.

드브르젼 그래프(dBG: de Bruijn graph)는 병렬 계산을 위한 구조나 인터커넥션 네트워크 설계에 사용되고 있다. dBG 지향 라우팅 알고리즘은 고장포용(fault tolerance) 라우팅과 최단 경로 라우팅에 포함되어 연구되고 있지만, 아직까지 dBG에서 고장 노드를 포함하지 않는 최단 경로(FFSP) 프로토콜에 대한 연구는 없는 실정이다. 네트워크는 계속하여 그 크기가 커지기 때문에 현실적으로 네트워크 장애는 피할 수 없는 일이 생기게 된다. 더욱이, 그러한 네트워크 장애에 대비하여 보통의 라우팅 알고리즘은 긴 지체 시간과 낮은 처리량 그리고 높은 트래픽을 발생시키게 된다. 본 논문은 양방향 드브르젼 그래프(BdBG)에 기반을 두고 네트워크 장애가 존재하는 상태에서의 두 가지 라우팅 알고리즘에 대하여 제안한다. 첫 번째는 알고리즘은 네트워크에 연결된 상태로 네트워크의 결함 노드가 존재할 경우에도 항상 최단거리 경로로 도달하게 하는 알고리즘이다. 두 번째 알고리즘은 첫 번째 알고리즘에 비해 최단 거리 경로를 찾아내는 성능을 높인 알고리즘이다. 두 알고리즘의 성능 평가 항목으로 경로 길이 측정과 이산 집합(Discrete Set: DS)의 크기를 정의하여 다른 알고리즘과 성능 평가를 비교하였으며, 성능 평가 결과 제안한 알고리즘들은 dBG 기반을 둔 실제 네트워크를 위한 라우팅에 적합하다는 결론을 얻었다.

Keywords

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