數據傳輸網絡的製作方法
2023-07-26 18:35:26 1
專利名稱：數據傳輸網絡的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用鏈路來連接多個節點的數據傳輸網絡。
本發明的數據傳輸網絡可適用於比如普通的網際網路網絡、公共通信網、企業內部通信網、LAN、計算機網、分散計算機網、分散路由器網、交換機網、路由器及各種裝置內部等所使用的各種交換網、連接CPU及存儲器的數據通信網、CPU等的LSI內部的數據通信網等所有網絡。
背景技術：
作為連接多個節點而使節點處理得到分散的以往的數據傳輸網絡的構成方式，有以下幾種(甲)總線網絡；(乙)環狀網絡；(丙)樞紐網絡(星狀網絡)；(丁)全網狀網絡；(戊)總線及環的超擴展(超立方)網絡等。
不過，從計算機IT網絡等可看出，今後的終端數量會巨量增大，終端速度也會進一步提高。對這種巨量、高速網絡而言，重要的一點是提高整個網絡的通信量収容能力，因此，網絡構成的最佳化·效率化，便也成為探討課題。
圖12表示在前述五種網絡構成方法中，分散處理實際使用的節點數、與下述臺數(有效節點數)之間的關係，即該臺數是將在整個網絡中實際上可進行節點處理的量用所使用的節點的處理能力的相當於多少臺的節點數來表示的臺數。
在採用相同的節點數，且以各自的方式來構成網絡時，如果對整個網絡的處理能力進行比較，則全網狀網絡最好，接著是樞紐網絡及超立方，而環狀網絡及總線網絡最差。
然而，由於全網狀網絡的一個節點與其它所有節點進行鏈路連接，因而如圖13所示，整個網絡所需的鏈路數量與其它方式相比顯得龐大。
此外，樞紐網絡中，由於來自所有節點的信號均通過星狀中心的中繼裝置，因而如圖14所示，整個網絡的節點中所要的處理能力的最大值與其它方式相比顯得龐大。
因此，以往在通過多個節點在整個網絡中進行分散處理時，採用了環總數不多、節點必要處理能力不高、且有效節點數也適量的總線及/或環的高階超立方網絡結構。此時，所謂高階係指3階～4階左右。在採用了高階超立方結構的場合下，如果提高階數(m)，則有效節點數相應增加，而存在必要的鏈路數(＝2m個)增加的問題、以及節點數減少時效率降低的問題。如圖12所示，即使採用400臺的節點，5階總線超立方網絡中有效節點臺數也只有12臺，與網狀網絡的200臺及樞紐網絡的166臺相比，很難說是有充分的性能。比如，即使在同一網絡中，在逐漸增設節點的場合下，很多時候當初的節點數少。
發明內容
因此，希望提供一種基於各種觀點的總體評估更高於以往技術的新的數據傳輸網絡。
本發明是一種各節點為m(m大於等於2)個的不同本地網絡的要素的超級構成的數據傳輸網絡，其特徵在於前述各節點所屬的至少一個本地網絡是樞紐網絡，而且即使在屬於樞紐網絡之外的本地網絡的場合下，該本地網絡也是全網狀網絡。
根據本發明，作為超級構成的本地網絡採用樞紐網絡，由此，可實現一種可以平衡度良好地發揮超級構成的優點與樞紐網絡的優點的數據傳輸網絡。
圖1是表示第一實施方式的數據傳輸網絡的節點配置及節點間連接構成的說明圖。
圖2是表示樞紐網絡構成的說明圖。
圖3是表示第一實施方式的邊緣節點內部構成例的方框圖。
圖4是第一實施方式的效果說明圖(之一)。
圖5是第一實施方式的效果說明圖(之二)。
圖6是第一實施方式的效果說明圖(之三)。
圖7是表示第二實施方式的數據傳輸網絡的節點配置及節點間連接構成的說明圖。
圖8是表示第三實施方式的數據傳輸網絡的節點配置及節點間連接構成的說明圖。
圖9是表示第四實施方式的數據傳輸網絡的核心節點間的連接構成的說明圖。
圖10是表示第五實施方式的數據傳輸網絡的節點配置及節點間連接構成的說明圖。
圖11是表示兩種樞紐網絡的說明圖。
圖12是以往課題的說明圖(之一)。
圖13是以往課題的說明圖(之二)。
圖14是以往課題的說明圖(之三)。
符號說明如下NETs(s為變量)…數據傳輸網絡，Nt(t為變量)…邊緣節點，Cu(u為變量)…核心節點。
具體實施例方式
(A)第一實施方式以下參照附圖，來說明根據本發明的數據傳輸網絡的第一實施方式。
圖1是表示第一實施方式中數據傳輸網絡的節點配置及節點間連接構成的說明圖。第一實施方式的數據傳輸網絡NET1，是將具有對圖2所示的通用核心節點C進行鏈路連接的N個邊緣節點E的樞紐網絡HUB，設置成了m階超級結構的網絡。圖1所示的是下述的具體例，即對具有十六個節點(邊緣節點)的數據傳輸網絡NET1而言，將具有對核心節點C進行鏈路連接的四個邊緣節點E的樞紐網絡HUB，設置成了2階超級結構。
圖1中，邊緣節點Eij，是核心節點Ci涉及的樞紐網絡要素，而且是成為核心節點Cj涉及的樞紐網絡要素，並且核心節點Ci與核心節點Cj相異。此外，在第一實施方式的場合下，各邊緣節點Eij，被鏈路連接到與鏈路連接有其它邊緣節點Exy的核心節點的組合Cx及Cy相異的兩個核心節點Ci及Cj上，而且不存在所連接的兩個核心節點相同的邊緣節點。
圖3是表示邊緣節點Eij的內部構成例的方框圖。圖3中，第一實施方式的邊緣節點Eij具有分別接收來自與自身鏈路連接的兩個核心節點Ci、核心節點Cj的信號的接收部10-i、10-j；在接收數據是發給自身節點的場合下，將其取進內部的分出(ドロツプ/drop)部11-i、11-j；根據收信方來交換自身節點所中繼處理的接收數據的開關12；將自身節點成為發送源的數據插入到發送路徑的插入(アツド/add)部13-i、13-j；向與自身鏈路連接的兩個核心節點Ci、核心節點Cj發送信號的發送部14-i、14-j。
由於核心節點Ci是一個樞紐網絡要素，因而其內部構成與現有技術相同，省略其說明。此外，核心節點Ci，也可以是一種不僅具有中繼功能，而且還具有數據的插入及分出功能的節點。
根據第一實施方式，通過將數據傳輸網絡設置成m階超樞紐構成的網絡，可實現有效節點數對節點數之比較高，且可抑制全鏈路數(必要鏈路數)及必要最大節點容量的網絡。
在圖4～圖6中，分別對前述圖12～圖14加進了2階超樞紐構成的特性，從這些附圖證明了前述效果。
(B)第二實施方式接下來，參照附圖來說明根據本發明的數據傳輸網絡的第二實施方式。圖7是表示第二實施方式的數據傳輸網絡的節點配置及節點間連接構成的說明圖。
在圖1所示的第一實施方式的數據傳輸網絡NET1中，以某個邊緣節點Eij為要素的兩個樞紐網絡(核心節點為Ci、Cj的樞紐網絡)，均具有相同數量(圖1中為4個)的邊緣節點。
在第二實施方式的數據傳輸網絡NET2中，以某個邊緣節點Eij為要素的兩個樞紐網絡的邊緣節點數相異，其它方面與第一實施方式相同。
在圖7所示的第二實施方式的數據傳輸網絡NET2中，在與xz平面平行的面上配置有所有邊緣節點的樞紐網絡的邊緣節點數為6個，在與yz平面平行的面上配置有所有邊緣節點的樞紐網絡的邊緣節點數為5個。比如，邊緣節點Eij所屬的、核心節點Ci的樞紐網絡的其它邊緣節點，是節點Ei2～Ei6，且邊緣節點數為6個，而且邊緣節點Eij所屬的、核心節點Cj的樞紐網絡的其它邊緣節點，是節點E2j～E5j，且邊緣節點數為5個。
如上所述，在第二實施方式中，儘管2階(m階的場合也同樣)各階數的樞紐網絡的邊緣節點數不相同，但由於適用了樞紐網絡的超級結構，因而可具有與第一實施方式時同樣的效果。
(C)第三實施方式接下來，參照附圖，來說明根據本發明的數據傳輸網絡的第三實施方式。這裡，圖8是表示第三實施方式的數據傳輸網絡的節點配置及節點間連接構成的說明圖。
在圖8所示的第三實施方式的數據傳輸網絡NET3中，邊緣節點Eij被縱橫配置(在圖8中為5行6列)。這樣，同一行的邊緣節點E11～E16，…，E51～E56，便分別與同一的橫向核心節點C1H～C5H鏈路連接，而且，同一列的邊緣節點E11～E51，…，E16～E56，則分別與同一的縱向核心節點C1L～C6L鏈路連接。
即使在該第三實施方式中，也與第一實施方式同樣，一個邊緣節點成為不同的樞紐網絡的要素，而形成樞紐網絡的超級構成，因而可具有與第一實施方式時同樣的效果。
(D)第四實施方式接下來，參照附圖，來說明根據本發明的數據傳輸網絡的第四實施方式。
第四實施方式的數據傳輸網絡NET4中也同樣，邊緣節點及核心節點的配置及節點間連接構成，可由前述第三實施方式涉及的圖8來表示。
在前述第三實施方式中，橫向核心節點C1H～C5H及縱向核心節點C1L～C6L，均只直接與邊緣節點鏈路連接。
該第四實施方式的數據傳輸網絡NET4中，如圖9所示，在橫向核心節點C1H～C5H與縱向核心節點C1L～C6L之間，適用互換連接。即，各橫向核心節點C1H，…，C5H，分別與所有的縱向核心節點C1L～C6L鏈路連接，反之，各縱向核心節點C1L，…，C6L，則分別與所有的橫向核心節點C1H～C5H鏈路連接。
根據第四實施方式的數據傳輸網絡NET4，儘管鏈路數多於第三實施方式，但可減少跳數。比如，在從邊緣節點E11向邊緣節點E56傳輸數據的場合下，在第三實施方式中，比如按照邊緣節點E11→橫向核心節點C1H→邊緣節點E16→縱向核心節點C6L→邊緣節點E56這一路徑來傳輸，在第四實施方式中，比如按照邊緣節點E11→橫向核心節點C1H→縱向核心節點C6L→邊緣節點E56這一路徑來傳輸，而使跳數減少。
(E)第五實施方式接下來，參照附圖，來說明根據本發明的數據傳輸網絡的第五實施方式。這裡，圖10是表示第五實施方式的數據傳輸網絡的節點配置及節點間連接構成的說明圖。
在第五實施方式的數據傳輸網絡NET5中，如圖10(A)所示，邊緣節點Eij與第三實施方式及第四實施方式同樣，功能性上被縱橫配置。
這樣，同一行的邊緣節點E11～E16，…，E51～E56，便分別與同一的橫向核心節點C1H～C5H鏈路連接，各行成為樞紐網絡。而同一列的邊緣節點E11～E51，…，E16～E56，則分別如圖10(B)中第一列所示那樣，構成全網狀網絡。
在第五實施方式的場合下也同樣，儘管鏈路數多於第三實施方式，但可期待減少跳數。
此外，作為第五實施方式的變形例，可舉例並非所有列為全網狀網絡，而是全網狀網絡的列與樞紐網絡的列相混合。
(F)其它實施方式在前述各實施方式的說明中，示出了一種理想的節點配置及節點間連接構成，但也可以是從前述各實施方式中，欠缺部分鏈路及節點(整體的10％左右為止)的構成。反之，也可以是在前述各實施方式的構成上，附加若干其它鏈路及節點，此外，也可以是在前述各實施方式的數據傳輸網絡中，追加其它網絡的構成。此外，權利要求書，旨在記述理想的節點配置及節點間連接構成，但也包含這種變形。
以上主要按2階超級結構來說明了前述各實施方式，但即使對於3階以上的超級結構，當然也可適用本發明的技術思想。總之，各節點是兩個及其以上的本地網絡要素，各節點所屬的至少一個本地網絡是樞紐網絡，而且樞紐網絡以外的本地網絡的種類也僅限於全網狀網絡。
此外，對前述各實施方式中的樞紐網絡而言，圖11(A)所示的核心節點C具有中繼功能，但也可以如圖11(B)所示，適用交換網SW具有中繼功能的樞紐網絡。權利要求書中的術語「樞紐網絡」，還包含圖11(B)所示的樞紐網絡，此外，權利要求書中的術語「核心節點」，還包含圖11(B)中的交換網SW。
在前述各實施方式的說明中，未提及本發明的數據傳輸網絡的用途，但比如可適用於普通網際網路網絡、公共通信網、企業內部通信網、LAN、計算機網、分散計算機網、分散路由器網、交換機網、路由器及各種裝置內部等所用的各種交換網、連接CPU及存儲器的數據通信網、CPU等LSI內部的數據通信網等所有網絡中。
權利要求
1.一種數據傳輸網絡，是各節點為2個或更多的不同本地網絡要素的超級構成的數據傳輸網絡，其特徵在於前述各節點所屬的至少一個本地網絡是樞紐網絡，而且即使在屬於樞紐網絡之外的本地網絡的場合下，該本地網絡也是全網狀網絡。
2.根據權利要求1所述的數據傳輸網絡，其特徵在於將各節點在功能上矩陣狀地配置，將各行及各列的本地網絡作為樞紐網絡，而且使各行的樞紐網絡的核心節點，與所有列的樞紐網絡的核心節點鏈路連接，並使各列的樞紐網絡的核心節點，與所有行的樞紐網絡的核心節點鏈路連接。
全文摘要
本發明提供一種基於有效節點數、必要鏈路數、及必要最大節點容量這一觀點的總體評估更高於以往技術的數據傳輸網絡，是一種各節點為m(m大於等於2)個的不同本地網絡的要素的超級構成的數據傳輸網絡。其特徵在於各節點所屬的至少一個本地網絡是樞紐網絡，而且即使在屬於樞紐網絡之外的本地網絡的場合下，該本地網絡也是全網狀網絡。
文檔編號H04L12/46GK1870560SQ20061007827
公開日2006年11月29日 申請日期2006年5月22日 優先權日2005年5月26日
發明者川原正人, 岡山秀彰 申請人:衝電氣工業株式會社