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耐故障性を考慮した適応ルーティングネットワークに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15500033
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計算機システム・ネットワーク
研究機関電気通信大学

研究代表者

吉永 努  電気通信大学, 大学院・情報システム学研究科, 助教授 (60210738)

研究分担者 ABDERAZEK Ben (ABDERAZEK Ben A.)  電気通信大学, 大学院・情報システム学研究科, 助手 (60345428)
繁田 聡一  富士通研究所, ITコア研究所, 研究員 (50334587)
研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2005年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2004年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2003年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワード相互結合網 / 耐故障性 / 適応ルーティング / ネットワーク再構成 / ルータ / ルーティングアルゴリズム / k-ary n-cube / メッセージ交換 / メッセージの破棄・再送 / 並列分散処理計算機 / ネットワークシミュレータ / デッドロック回復 / 並列計算機 / 性能評価 / 集積回路
研究概要

本研究の主な成果は以下の通りである。
1.Detour-UDと呼ぶ耐故障・適応ルーティングアルゴリズムを提案した。Detour-UDは、k-aryn-cubeネットワークの定型性を活用して適応ルーティングによる高性能通信を実現するとともに、故障によってネットワークの定型性が失われても対応可能なデッドロック回復ルーティングをサポートすることに特徴を有する。
2.低オーバヘッドな動的ネットワーク再構成プロトコルを提案した。提案プロトコルは、ネットワーク中に故障が発生してもユーザメッセージのネットワークへの注入を停止する必要がない。故障によって配送不能となるメッセージは、ルーティング関数違反となる出力チャネルを要求するメッセージを識別して排出する。
3.ネットワークが自律的に通信負荷やその偏りを検出するとともに、故障の有無などの状況に応じて通信パケットの注入抑制や非最短経路を用いた輻輳回避を実現する自動チューニング機構を提案した。
4.設計したルーティングアルゴリズムと動的ネットワーク再構成プロトコルをサポートするネットワークシミュレータをC++言語を用いて作成した。また、ネットワークの通信性能自動チューニング機構を評価できるようにシミュレータを改良した。
5.作成したシミュレータを用いて、Detour-UDとその動的ネットワーク再構成プロトコルの有効性を確認した。Detour-UDは、無故障状態及び通信リンクやノードに故障が生じた場合の双方で高性能通信を維持する。また、提案した動的ネットワーク再構成プロトコルは、ネットワーク再構成処理中、再構成後ともに高スループット、低レイテンシの通信性能を示す。さらに、ネットワークの自動チューニング機構はネットワーク飽和を防止するとともに、動的故障や通信パターンと負荷に応じて良好な通信性能を維持することに有効であることを示した。

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2006 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (31件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] Predictive Routing of Communication Direction in 2-D Torus Networks2006

    • 著者名/発表者名
      S.Kamakura, Y.Nishimura, T.Yoshinaga, M.Koibuchi
    • 雑誌名

      Proc.of the 68^<th> National Convention of IPSJ 5J-4

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Predictive Switching in 2-D Torus Routers2006

    • 著者名/発表者名
      T.Yoshinaga, S.Kamakura, M.Koibuchi
    • 雑誌名

      Proc.of the 9th Int.Workshop on Innovative architecture for Future Generation High-Performance Processors and Systems (IWIA06) (extended abstract)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A partial Irregular-Network Routing on Faulty k-ary n-cubes2006

    • 著者名/発表者名
      M.Koibuchi, T.Yoshinaga, Y.Nishimura
    • 雑誌名

      Proc. of the 9th Int.Workshop on Innovative Architecture for Future Generation High-Performance Processors and Systems (IWIA06) (extended abstract)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 2Dトーラスネットワークにおける通信方向予測ルーティング2006

    • 著者名/発表者名
      鎌倉 正司郎
    • 雑誌名

      情報処理学会 第68回全国大会 論文集 (発表予定)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Predictive Switching in 2-D Torus Routers2006

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Yoshinaga
    • 雑誌名

      Proc.of the 9^<th> Int.Workshop on Innovative Architecture for Future Generation High-Performance Processors and Systems(IWIA06)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A Partial Irregular Network Routing on Faulty k-ary n-cubes2006

    • 著者名/発表者名
      Michihiro Koibuchi
    • 雑誌名

      Proc.of the 9^<th> Int.Workshop on Innovative Architecture for Future Generation High-Performance Processors and Systems(IWIA06)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 耐故障・適応ルーティングのためのネットワーク再構成プロトコルの評価2005

    • 著者名/発表者名
      吉永 努
    • 雑誌名

      先進的計算基盤システムシンポジウムSACSIS05論文集

      ページ: 185-192

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 耐故障・適応ルーティングのセルフチューニングに関する検討2005

    • 著者名/発表者名
      西村 康彦
    • 雑誌名

      電子情報通信学会 技術研究報告,CPSY2005-4 105・3

      ページ: 19-24

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Performance Evaluation of the Detour-UD Routing with Network Reconfiguration2005

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Yoshinaga
    • 雑誌名

      Proc.8th Int.Workshop on Innovative Architecture for Future Generation High-Performance Processors and Systems(IWIAO5)

      ページ: 110-118

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Evaluation of Network Reconfiguration Protocols for Fault-Tolerant Adaptive Routing2005

    • 著者名/発表者名
      T.Yoshinaga, Y.Nishimura, M.Sowa
    • 雑誌名

      Proc.of Symposium on Advanced Computing Systems and Infrastructures (SACSIS05)

      ページ: 185-192

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Self-Tuning Techniques for Fault-Tolerant and Adaptive Routing2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Nishimura, T.Yoshinaga, M.Sowa
    • 雑誌名

      IEICE Technical Repoert CPSY2005-4 Vol.105,No.3

      ページ: 19-24

    • NAID

      10015725073

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Perforamnce Evaluation of Dynamic Network Reconfiguration using Detour-UD Routing2005

    • 著者名/発表者名
      T.Yoshinaga, Y.Nishimura
    • 雑誌名

      Proc.of the 8th Int.Workshop on Innovative Architecture for Future Generation High-Performance Processors and Systems (IWIA05)

      ページ: 110-118

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Examination of Congestion Avoidance Routing for k-ary n-cube Networks2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Nishimura, H.Tomura, T.Yoshinaga, M.Sowa
    • 雑誌名

      Proc.of the 67th National Convention of IPSJ 2ZB-5

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Evaluation of the Fault Tolerant Rouitng Algorithm Detour-UD2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Funayama, H.Tomura, T.Yoshinaga, M.Sowa
    • 雑誌名

      Proc.of the 67th National Convention of IPSJ 2ZB-4

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 耐故障・適応ルーティングのセルフチューニングに関する検討2005

    • 著者名/発表者名
      西村 康彦
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告,CPSY2005-4 105・3

      ページ: 19-24

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 耐故障・適応ルーティングのためのネットワーク再構成プロトコルの評価2005

    • 著者名/発表者名
      吉永努
    • 雑誌名

      先進的計算基盤システムシンポジウムSACSIS05論文集

      ページ: 185-192

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Dynamic Tuning Impact on a Fault-Tolerant and Adaptive Routing Function2005

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Yoshinaga
    • 雑誌名

      Proc.of the 6^<th> Tunisian Japanese Seminar on Culture, Science and Technology

      ページ: 127-127

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Performance Evaluation of the Detour-UD Routing with Network Reconfiguration2005

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Yoshinaga
    • 雑誌名

      Proc. 8th Int. Workshop on Innovative Architecture for Future Generation High-Performance Processors and Systems

      ページ: 45-48

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 耐故障Detour-UDルーティングアルゴリズムのシミュレーションによる評価2005

    • 著者名/発表者名
      船山 裕右
    • 雑誌名

      情報処理学会 第67回全国大会 講演論文集

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] k-ary n-cubeネットワークの輻輳回避ルーティングに関する検討2005

    • 著者名/発表者名
      西村 康彦
    • 雑誌名

      情報処理学会 第67回全国大会 講演論文集

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 耐故障製を考慮したk-ary n-cube用デッドロック回復ルーティング2004

    • 著者名/発表者名
      吉永 努
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌(ACS7 45・SIG11

      ページ: 408-419

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 動的故障に対応する並列計算機用適応ルータに関する検討2004

    • 著者名/発表者名
      戸村 元
    • 雑誌名

      電子情報通信学会 技術研究報告 CPSY2004-8 104・13

      ページ: 39-44

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要 2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Fault-Tolerant Adaptive Deadlock-Recovery Routing for k-ary n-cube Networks2004

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Yoshinaga
    • 雑誌名

      Proc.7th Int.Workshop on Innovative Architecture for Future Generation High-Performance Processors and Systems(IWIA04)

      ページ: 49-58

    • NAID

      110002712311

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fault-Tolerant Adaptive Deadlock-Recovery Routing for k-ary n-cube Networks2004

    • 著者名/発表者名
      T.Yoshinaga, H.Hosogoshi, M.Sowa
    • 雑誌名

      IPSJ Transactions on Advanced Computing Systems Vol.45,No.SIG11(ACS7)

      ページ: 408-419

    • NAID

      110002712311

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dynamic Fault-Tolerance of an Adaptive Router for Parallel Computers2004

    • 著者名/発表者名
      H.Tomura, T.Yoshinaga, M.Sowa
    • 雑誌名

      IEICE Technical Report, CPSY2004-8 Vol.104,No.12

      ページ: 39-44

    • NAID

      110003173704

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fault-Tolerant Adaptive Deadlock-Recovery Routing for k-ary n-cube Networks2004

    • 著者名/発表者名
      T.Yoshinaga, H.Hosogoshi, M.Sowa
    • 雑誌名

      Proc.of Symposium on Advanced Computing Systems and Infrastructures (SACSIS04)

      ページ: 27-34

    • NAID

      110002712311

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fault-Tolerant Adaptive Deadlock-Recovery Routing for k-ary n-cube Networks2004

    • 著者名/発表者名
      T.Yoshinaga, H.Hosogoshi, M.Sowa
    • 雑誌名

      Proc.of the 7th Int.Workshop on Innovative Architecture for Future Generation High-Performance Processors and Systems (IWIA04)

      ページ: 49-58

    • NAID

      110002712311

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 耐故障性を考慮したk-ary n-cube用デッドロック回復ルーティング2004

    • 著者名/発表者名
      吉永 努
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌(ACS7) 45・SIG11

      ページ: 408-419

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 耐故障性を考慮したk-ary n-cube用デッドロック回復ルーティング2004

    • 著者名/発表者名
      吉永 努
    • 雑誌名

      先端的計算基盤システムシンポジウム(SACSIS04)論文集

      ページ: 27-34

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Design and Evaluation of a Fault-Tolerant Adaptive Router for Parallel Computers2003

    • 著者名/発表者名
      T.Yoshinaga, H.Hosogoshi, M.Sowa
    • 雑誌名

      Proc.of the 7th Int.Workshop on Innovative Architecture for Future Generation High-Performance Processors and Systems (IWIA03)

      ページ: 100-107

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Disign of a Fault-Tolerant Fully Adaptive Router2003

    • 著者名/発表者名
      H.Hosogoshi, O.Mitobe, T.Yoshinaga, M.Sowa
    • 雑誌名

      Proc.of Symposium on Advanced Computing Systems and Infrastructures (SACSIS03)

      ページ: 53-56

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsutomu Yoshinaga: "Fault-Tolerant Adaptive Deadlock-Recovery Routing for k-ary n-cube Networks"Proc.7th Int.Workshop on Innovative Architecture for Future Generation High-Performance Processors and Systems. (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Tsutomu Yoshinaga: "Design and Evaluation of a Fault-Tolerant Adaptive Router for Parallel Computers"Proc.7th Int.Workshop on Innovative Architecture for Future Generation High-Performance Processors and Systems. 100-107 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 細越洋行: "耐故障性を備えた完全適応ルータの設計"先端的計算基盤システムシンポジウム論文集. 53-56 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Ta Q.Viet: "A Hybrid MPI-OpenMP Solution for a Linear System on a Cluster of SMPs"Proc.Symposium on Advanced Computing Systems and Infrastructures. 299-306 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 繁田聡一: "バイトコードレベルの高い並列性を持つQJavaの提案"先端的計算基盤システムシンポジウム論文集. 77-80 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Ben A.Abderazek: "On the Design of a Register Queue Based Processor Architecture (FaRM-rq)"Proc.International Symposium on Parallel and Distributed Processing and Applications. LNCS2745. 248-262 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2021-04-07  

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