Verbindungsnetzwerke für parallel und verteilte Systeme.pdf

Pakete für 3
Transfer 1->3
Pakete von 2 T
1
4
R
neg. Ack.
Transfer
2->4
Pakete für 4
Situation:
Alle Puffer aller
Knoten sind voll.
neg. Ack.
neg. Ack.
T
R
Pakete für 2
Pakete von 1
Transfer
4->2
Pakete für 1
Pakete von 3
T
R
2
neg. Ack.
Transfer 3->1
3
T
R
Pakete von 4
Bild 3.19: Verklemmung trotz getrennter Sende- und Empfangspuffer.
das Warten auf freie Kanäle entsteht, ebenfalls verhindern kann. Diese Resultate
lassen sich auf Deadlock-Kreise von mehr als 4 Knoten verallgemeinern:
Satz 3.5: Eine hinreichende Bedingung zur Vermeidung von Verklemmungen
in einem Netz ist, daß es genauso viele freie virtuelle Kanäle pro physikalischem
Kanal bzw. genauso viele freie Puffer pro Knoten gibt, wie im Netz
Kommunikationen existieren, die zirkular zusammengehören.
Leider wird in großen Netzen die benötigte Puffer- bzw. Kanalzahl schnell zu
groß für eine praktische Implementierung dieser Methode, so daß Lösungsansätze
dieser Art nur dann erfolgreich sind, wenn es gelingt, die notwendige Puffer-
bzw. Kanalzahl zu reduzieren. Dies ist mit Hilfe von sog. Puffer- bzw. Kanalreservierungsverfahren
möglich, die im nächsten Abschnitt beschrieben
werden. Die Reservierungsmethoden resultieren in a priori verklemmungsfreien
Routing-Verfahren, die entweder nach dem Store-and-Forward- oder
nach dem Wormhole-Prinzip arbeiten.
Deadlock-freies Store-and-Forward Routing
Historisch gesehen wurden die Verfahren für Deadlock-freies, deterministisches
Store-and-Forward Routing zuerst für Weitverkehrsnetze (WANs) entwickelt
und später auf Netze für Parallelrechner übertragen. Den meisten Methoden
dieser Art liegt das Prinzip zugrunde, daß man Datenpakete in
verschiedene Klassen einteilt und daß die Pakete beim Transfer von einem
Knoten zum nächsten in die nächsthöhere Pufferklasse wechseln. Dies wird als
Pufferreservierungsschema bezeichnet und dient dazu, die notwendige Pufferzahl
für verklemmungsfreies Übertragen möglichst klein zu halten.
Das einfachste verklemmungsfreie Pufferreservierungsschema, ist das sog.
Hop-Schema [Toueg79, Merlin81, Gunther81], das die Zahl der Zwischen-
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