數(shù)字信號論文-淺析互聯(lián)網(wǎng)-文庫吧
2025-05-18 13:50 本頁面
【正文】 總共需要 30個單項通道。然而，每個信道有 99%的閑置時 間，如果我們將 6個終端連成一個圈，那么只需要 6個信道工作就可以了（ T1連 T2， T2連 T3，如此這樣 ，最后一個從 T6連到 T1） 。 在這樣的環(huán)形網(wǎng)路中 ， 信道數(shù)量因五種因素減小 ， 信道占空比由 1%增加到 %。 互聯(lián)網(wǎng)的使用 為了理解互聯(lián)網(wǎng)設計中的需求放置，檢查數(shù)字化系統(tǒng)如何應用是很有幫助的。在這個小節(jié)中，我們檢查互聯(lián)網(wǎng)的三個常見應用以及這些應用如何驅動網(wǎng)絡需求。具體地，對每個應用來說， 我們將研究應用程序如何確定下列網(wǎng)絡參數(shù)： 1. 終端號碼 2. 每個終端的帶寬峰值 3. 每個終端的平均帶寬 4. 要求延遲 5. 信息大小或信息大小的分布 6. 預期的傳輸模式 7. 所要求的服務質量 8. 所要求的可靠性和可用性的互聯(lián)網(wǎng)絡 我們已經看見了 終端數(shù)或接口在一個網(wǎng)絡中對應于必須連接到網(wǎng)絡的組件的數(shù)量，也知道了設計者也需要知道終端是如何與網(wǎng)絡互連的。 每一個終端在網(wǎng)絡中需要特定數(shù)目的帶寬，通常用比特每秒來表達（ bit/s）。除非額外聲明，我們假定帶寬是對稱的 ，終端的輸入和輸出帶寬是相等的。帶寬峰值 是數(shù)據(jù)傳輸最大速率點其終端將應答在很短的一段時間內的網(wǎng)絡請求，而平均帶寬則表明了一個終端的網(wǎng)絡要求平均應答率。下個小節(jié)將 闡述處理器 存儲器互連網(wǎng)絡的設計，講明當嘗試互連互通成本最小化時為什么帶寬的峰值和最大值如此重要。 此外，在改速率的消息必須交付和傳遞網(wǎng)絡， 時間上的獨立信息傳遞所導致的網(wǎng)絡延遲也需要被特殊說明。 當一個理想化的網(wǎng)絡環(huán)境支持高帶寬和低延遲時 ， 兩個參數(shù)間需要做出一個權衡 。 例如 ，一個支持高帶寬的網(wǎng)絡使網(wǎng)絡資源繁忙，會導致經常性的網(wǎng)絡資源爭奪，其現(xiàn)象經常發(fā)生在兩個或兩個以上的信息包想要使用一個相同的共享資源時。所有想要使用這個資源的信息包要 等資源空閑時才可以占用 ，因此增加了信息的延遲。相反， 如果降低帶寬要求以降低資源利用，那么延 時時間將降低。 消息大小，在比特單位下的消息長度是在設計師另一個重要考慮因素。如果消息很小，在網(wǎng)絡開銷對性能有較大影響的情況下費用可以用大消息的長度分期償還。在很多系統(tǒng)中， 有很多個可能的消息大小。 消息如何分配給所有可能的目的終端決定了一個網(wǎng)絡的交通模式 。 例如 ， 每個終端向其他終端等概率 發(fā)送消息，這種叫做隨機交通模式；相反，如果一個終端向其相鄰終端發(fā)送消息，底層網(wǎng)絡可以利用空間局部性降低成本。 然而在其他網(wǎng)絡中，規(guī)范化任意交通模式是很重要的。 一些網(wǎng)絡也要求服務質量 [QoS]。粗略地說， QoS在很多服務政策中 涉及到資源的平均分配。例如， 當多個消息在 網(wǎng)絡中爭奪同一個資源時，這種爭奪可以用很多方式來解決。第一個先到達的消息被處理，且一直在相同的資源網(wǎng)絡中等待。另一種方法是優(yōu)先于已在網(wǎng)絡中的消息 ，在這些和其他分配政策之間的選擇基于網(wǎng)絡服務要求。 最后，因特網(wǎng)的可靠性和可用性決定了它的設計?？煽啃允呛饬烤W(wǎng)絡完成消息傳輸任務時真確性的判斷標準。在大多數(shù)情況下 ，消息的傳遞需要 100%無錯誤。實現(xiàn) 1000%的可靠傳輸需要添加一個人檢驗錯誤的特殊硬件，一個高標準的軟件協(xié)議或這些方法相混合。在分組交換結構中可以看到網(wǎng)絡中的信息片段可能會丟失。網(wǎng)絡的可用性是指在時間片段中消息的可得到性和操作正確性。在一個網(wǎng)絡路由器中， %的可用性通常是指定的 —— 每年減少 5秒的總停機時間。提供這個級別的可用性的挑戰(zhàn)是，用于實現(xiàn)網(wǎng)絡的組件通常會一分鐘失敗。結果網(wǎng)絡的設計中必須有檢測系統(tǒng)及使它從持續(xù)操作的錯誤中矯正回來。 處理器 存儲器互連 圖 。圖 (a)顯示出舞 廳 建筑中 P處理器通過互聯(lián)網(wǎng)絡連接到 M內存。最現(xiàn)代化的機器應用在集成 結點 配置如圖 (b)所顯示， 當執(zhí)行器和存儲器連接到一個集成 結點 。 在這種排列情況下 ， 每一個執(zhí)行器可不使用網(wǎng)絡通過傳輸轉換 C直接連接到本地存儲器中。 網(wǎng)絡的配置要求如圖 ， 處理器的端口數(shù)成百上千， 2176個端口數(shù)在一個最大化配置Cray T3E中，最小的是 1個執(zhí)行器。處理器 64到 128的配置是當今很常見的高端服務器，隨著時間的推移配置數(shù)不斷增加，每一個執(zhí)行端口也是一個存儲端口；另一方面，在舞廳配置中，存儲端口的數(shù)目通常比執(zhí)行端口數(shù)目更多 。例如 ，一個高端矢量執(zhí)行器有 32個執(zhí)行端口和 4096個記憶窗口。這樣大的比例使記憶帶寬最大化，在兩個相同的記憶窗口中也減少了兩個執(zhí)行器同時發(fā)出指令要求時產生沖突的可能性。 一個現(xiàn)代微處理器每秒執(zhí)行大約 10的九次冪指令且每個指令能夠從存儲器（一個來自指令一個來自數(shù)據(jù)）獲得兩個 64比特消息。如果這些參考在兌換時消失，一個模塊中的 8條消息通常需要從存儲器中調制
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