Transcript パケット転送方式
パケット転送方式 コンピュータアーキテクチャ特論 テキスト１６６－１８５ページ パケットとは？ Ｆｌｉｔ 送り元から目的地にパスを張る方法 サーキットスイッチング 8bit~64bit Header 情報を細かいかたまり（パケット）に 分けて送る パケットスイッチング destination length，source，etc． Ｂ ｏ ｄ ｙ パケット転送法 Store and Forward方式 – 各ノードで一度パケット全体を溜める – TCP/IPではこれを使わざるを得ない Wormhole方式 – パケットは次々に先に進める – ブロックされると全体が止まる Virtual Cut Through方式 – ブロックされるとバッファに溜める Store and Forward方式 一度バッファにパケット全体を格納してから進む レイテンシィが大きい D(h+b) 必要なバッファ容量が大きい ソフトウェアで制御可能 Wormhole方式 パケットはブロックされない限り先に進める レイテンシィは小さい ｈD+ｂ 必要なバッファ容量が小さい 専用ルータが必要 Virtual Cut Through方式 ブロックされた時のみにバッファに格納 レイテンシィはWormholeと同じ 必要なバッファ容量もStore and Forward 専用ルータが必要 実際はどうか？ Store and Forwardはソフトウェアでパ ケットを送っていた第１世代のNORAのみ パケット長が長い場合はWormhole方式 Multicastを行う場合はVirtual Cut Through方式 Wormhole方式の問題点 迂回車線を設ける Virtual Channel Virtual Channelの実装 Handshake line Ｂｕｆｆｅｒ NODE Link Handshake line Ｂｕｆｆｅｒ MUX Crossbar デッドロックとその回避 ループを作らないようにする 構造化バッファ法 バッファ番号＋１に対してパケットを送る Wormhole対応には構造化チャネル法 e-cube routing 各方向に専用の バッファを確保 (入力リンクが普通） Ｗ Ｓ Ｎ Ｅ W→S→E→Ｎの順番 に送る ループは形成されない e-cube routing ループ構造が ある場合 ０ ０ １ １ １ フィードバックループで、チャネル番号を切り替える 適応型（Adaptive)ルーティング 経路があらかじめひとつに固定されている – 固定型ルーティング 混雑や故障を迂回するために、経路を動 的に選択して用いる – 適応型ルーティング – しかし、デッドロックを起こしてはまずい、、 様々な適応型ルーティング サブネットを用いる方法 – double-Y routing – Planner Adaptive routing チャネルを用いる方法 – 次元逆転ルーティング – ＊channel （Duato’s Ｐｒｏｔｏｃｏｌ） 確率的な方法 – Chaos routing 方向転換に制限を設ける方法 – Turn モデル Ｔｕｒｎ ｍｏｄｅｌ Ｘ Ｘ Ｗｅｓｔ Ｆｉｒｓｔ法 Ｘ Ｎｏｒｔｈ Ｌａｓｔ法 Ｘ Ｗｅｓｔ Ｆｉｒｓｔ法による混雑回避 Ｘ Ｎ Ｗ 一度Ｗに行ったら二度とＷには行けない Ｅ Ｓ Ｄｕａｔｏ‘ｓ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ （*-channel） ＣＡ０ Ｅｓｃａｐｅ Ｐａｔｈ ＣＡ１ ＣＡ３ ＣＡ２ Minimal routing(1) [F.Silla,1997] Escape Paths Src Dst Adaptive Paths • 結合網全体に渡る循環の無い論理的な逃げ道 (Escape path)を用意 • 逃げ道と、逃げ道により循環が切断された 論理的経路(Adaptive path)によって どのノード間でもパケットを転送可能 • Escape path からAdaptive path への切り替えを禁止 Minimal routing(2) 1. パケットは adaptive path(最短型)で移動できる ところまで移動 2. 空いている adaptive path が無い場合 escape path を利用 3. その後は escape path のみを利用して目的t地へ Adaptive path Escape path (up/down routing) S D 適応型ルーティングの研究 ＤｕａｔｏのＰｒｏｔｏｃｏｌで一区切りついた 実装と試行の時代 無理にデッドロックフリーにしないで、デッド ロックする確率を低くし、デッドロックしたら 再送する方法も用いられている まとめ 第一世代のＮＯＲＡマシン – ルータ無し、Store and Forward，Hypercube – iPSC，NCUBE，ＦＰＳ－Ｔ 第２世代のNORAマシン – ルータの登場、Wormhole，Virtual Channel – AP1000，Delta，Ｔ３Ｄ 適応型ルーティングの確立 不規則ネットワークへの展開 演習 4-ary 2-cube上でヘッダ1flit、ボディ15flit のパケットを転送した場合、Store-andForward方式とWarmhole方式のそれぞれ について、最も時間がかかる転送時間を 計算せよ。ただし衝突は起こらないと仮定 する。