• 제목/요약/키워드: $k$-Shortest disjoint paths

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Multi-constrained Shortest Disjoint Paths for Reliable QoS Routing

  • Xiong, Ke;Qiu, Zheng-Ding;Guo, Yuchun;Zhang, Hongke
    • ETRI Journal
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    • 제31권5호
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    • pp.534-544
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    • 2009
  • Finding link-disjoint or node-disjoint paths under multiple constraints is an effective way to improve network QoS ability, reliability, and so on. However, existing algorithms for such scheme cannot ensure a feasible solution for arbitrary networks. We propose design principles of an algorithm to fill this gap, which we arrive at by analyzing the properties of optimal solutions for the multi-constrained link-disjoint path pair problem. Based on this, we propose the link-disjoint optimal multi-constrained paths algorithm (LIDOMPA), to find the shortest link-disjoint path pair for any network. Three concepts, namely, the candidate optimal solution, the contractive constraint vector, and structure-aware non-dominance, are introduced to reduce its search space without loss of exactness. Extensive simulations show that LIDOMPA outperforms existing schemes and achieves acceptable complexity. Moreover, LIDOMPA is extended to the node-disjoint optimal multi-constrained paths algorithm (NODOMPA) for the multi-constrained node-disjoint path pair problem.

k-최단 분리 경로 배정을 적용한 장애 복구형 선박 백본 네트워크의 성능 평가 (Performance Evaluation of a Survivable Ship Backbone Network Exploiting k-Shortest Disjoint Paths)

  • 탁성우
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제16권4호
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    • pp.701-712
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    • 2012
  • 장애 복구형 백본 네트워크에서 경로의 짧은 거리 및 빠른 전파 지연시간은 주 경로와 백업 경로의 설정시 활용될 수 있는 중요한 성능 인자이기에 이에 $k$-최단 분리 경로 개념은 이러한 백본 네트워크 환경에서 매우 중요하게 고려된다. 이에 본 논문에서는 선박 장비 간의 중복 메시지 전송 기능을 명세하는 IEC61162-410 표준이 적용된 장애 복구형 선박 백본 네트워크에서 $k$-최단 분리 경로 개념의 적합성을 비교 평가하였다. 성능 평가는 링크 용량, 주경로 및 백업 경로의 홉 및 거리, 트래픽 흐름의 균등 분포, 백업 경로의 장애 복구 시간, 그리고 물리 네트워크 토폴로지의 연결성 측면에서 수행되었다.

A Nearly Optimal One-to-Many Routing Algorithm on k-ary n-cube Networks

  • Choi, Dongmin;Chung, Ilyong
    • 스마트미디어저널
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    • 제7권2호
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    • pp.9-14
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    • 2018
  • The k-ary n-cube $Q^k_n$ is widely used in the design and implementation of parallel and distributed processing architectures. It consists of $k^n$ identical nodes, each node having degree 2n is connected through bidirectional, point-to-point communication channels to different neighbors. On $Q^k_n$ we would like to transmit packets from a source node to 2n destination nodes simultaneously along paths on this network, the $i^{th}$ packet will be transmitted along the $i^{th}$ path, where $0{\leq}i{\leq}2n-1$. In order for all packets to arrive at a destination node quickly and securely, we present an $O(n^3)$ routing algorithm on $Q^k_n$ for generating a set of one-to-many node-disjoint and nearly shortest paths, where each path is either shortest or nearly shortest and the total length of these paths is nearly minimum since the path is mainly determined by employing the Hungarian method.

Design of a set of One-to-Many Node-Disjoint and Nearly Shortest Paths on Recursive Circulant Networks

  • Chung, Ilyong
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제16권7호
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    • pp.897-904
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    • 2013
  • The recursive circulant network G(N,d) can be widely used in the design and implementation of parallel processing architectures. It consists of N identical nodes, each node is connected through bidirectional, point-to-point communication channels to different neighbors by jumping $d^i$, where $0{\leq}i{\leq}{\lceil}{\log}_dN{\rceil}$ - 1. In this paper, we investigate the routing of a message on $G(2^m,4)$, a special kind of RCN, that is key to the performance of this network. On $G(2^m,4)$ we would like to transmit k packets from a source node to k destination nodes simultaneously along paths on this network, the $i^{th}$ packet will be transmitted along the $i^{th}$ path, where $1{\leq}k{\leq}m-1$, $0{{\leq}}i{{\leq}}m-1$. In order for all packets to arrive at a destination node quickly and securely, we present an $O(m^4)$ routing algorithm on $G(2^m,4)$ for generating a set of one-to-many node-disjoint and nearly shortest paths, where each path is either shortest or nearly shortest and the total length of these paths is nearly minimum since the path is mainly determined by employing the Hungarian method.

다차원 토러스 네트워크의 고장지름과 서로소인 경로들 (Fault Diameter and Mutually Disjoint Paths in Multidimensional Torus Networks)

  • 김희철;임도빈;박정흠
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • 제34권5_6호
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    • pp.176-186
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    • 2007
  • 상호연결망은 그래프로 모델링 할 수 있다: 노드는 정점으로 대응시키고, 링크는 에지로 대응시킨다. 상호연결망(그래프)의 지름은 서로 다른 모든 두 정점 사이의 최단경로 길이 중 최대이다. 상호연결망의 고장지름이란 연결도-1 개 이하의 임의의 정점에 고장이 있을 경우, 이들 고장 정점들을 제거한 연결망에서 모든 두 정점사이의 최단경로 길이 중 최대이다. 지름이 3이상이고 연결도가 r인 r-정규(regular) 그래프의 고장지름은 지름+1이상이다. 이 논문에서는 $m,n{\geq}3$ 인 2-차원 $m{\times}n$ 토러스에서 m=3 혹은 n=3일 때 고장지름은 max(m,n)이고, m,n>3일 때 고장지름은 지름 +1임을 보인다. 그리고 $k_i{\geq}3(1{\leq}i{\leq}d)$이고 $d{\geq}3$인 d- 차원 $k_1{\times}k_2{\times}{\cdots}{\times}k_d$ 토러스에서 서로 다른 임의의 두 정점 사이에 길이가 지름+1이하인 서로소인 경로들이 2d 개 존재함을 보인다. 두 정점 u와 v 사이의 서로소인 경로들이란, 공통의 정점들이 u와 v만 있는 경로들을 말한다. 이들 서로소인 경로들을 이용하여 $k_i{\geq}3(1{\leq}i{\leq}d)$이고 $d{\geq}3$인 d-차원 $k_1{\times}k_2{\times}{\cdots}{\times}k_d$ 토러스의 고장지름이 지름+1임을 보인다.