互连网络 免费编辑 添加义项名

互连网络的直接作用是建立机间连接通路。互连网络有两种形式。一种互连网络是非共享连接通路，即结点与结点直接相连，非直接相连的结点之间的通信经过中间结点转送。这是多数计算机网的连接情况。另一种是共享连接通路，即多个结点相互间经过开关元件相连，以建立可变的连接通路，同一路径段通过开关元件的选择在不同时刻可为不同的结点对服务，达到共享的目的。这是总线型局部区域网和集中式多处理机的连接情况。互连网络的功能是完成计算机系统中的数据传送和变换。在单指令流多数据流计算机系统中，互连网络实现多个处理单元与多个存储单元之间的数据变换，又称为数据变换网络，其概念化功能模型如图1。在多指令流多数据流计算机系统中，互连网络既可实现处理机与共享存储器模块间的连接，称为集中式结构(图2a)，也可实现带本地存储器的处理机结点相互之间的连接，称为分布式结构(图2b)，还可二者结合，既有共享存储器，也有本地存储器。

互连网络分为静态互连网络和动态互连网络两类。静态互连网络的每一个开关元件固定地与一个结点相连，以建立该结点与邻近结点之间的被动连接通路。它一般用于分布计算机系统和计算机网，实现计算机结点之间的总点连接。动态互连网络的结点只与互连网络边界上的开关元件连接，在所有开关元件共同参与下，建立结点间主动可控的通信路径。它一般用于多处理机系统实现并行进程间的相互通信。

这类网络如用结点和边组成的图来表示，则须满足下列要求互连网络:①网络每个结点的相连边数(称为度)要小，且在各结点处最好都相等，而与网络的大小无关;②在任意二结点间循最短路径通信所经过边数的最大值(称为直径)要小，且随结点数目增多而缓慢增大;③对称性要好，以达到信息流量分布均匀;④通过对各结点的合理编址，能实现高效路径算法;⑤有较高的路径冗余度，以满足坚固性要求;⑥增量扩展性要好，即每次只扩展一个或少数几个结点，仍能保持原有互连拓扑特性。静态互连网络有多种形式，但基本图形为环形、主方体形、树形(含星形)、网格形和总线型等几种(图3)。其他各种复杂的静态互连拓扑可用下列方法产生:①直接对基本图形进行改进，例如合理地增加图中边的数目，成带弦形等(图4a)。②不同基本图形相结合，形成例如立方体连接环(图4b)和多树结构(图4c)。③基本图形多次递归，产生新的复杂图形。④用地址映像函数确定网络拓扑，即先对结点号进行编码，然后规定边的末端结点号为始端结点号的某一(组)映像函数。⑤用启发式方法对网络拓扑进行寻优。互连网络

这类网络可按不同方面的特性分为多种形式。①按输入端和输出端的布置划分，有双边、单边和折叠网络。②按连接能力划分，有阻塞、重安排和无阻塞网络。③按互连类型划分，有连接器、集中器、扩展器和分组器。④按开关元件类型划分，有交叉开关、交换开关和细胞开关。

完全交叉开关(图5a)向模块化方向演变，可产生基准全排列网络(图5b)，它代表很大一类由交换开关构成的多级动态互连网络。另一类重安排网络是细胞互连阵列(图5c)，它是一种更适合大规模集成的结构形式。动态互连网络的技术性能主要用连接能力和级数来衡量，这综合反映了它的频宽指标;而其价格指标则用开关点数来表示。

同步通信(Synchronous Communication)互连网络

异步通信(Asynchronous Communication)

集中控制(Centralized control)

分布控制(Distributed control)

电路交换(Circuit switching)

分组交换(Packet switching)

Wormhole交换(Wormhole switching)

静态网络(Static network)

动态网络(Dynamic network)