网络容错性能及其相关算法的研究

While a large-scaled network is operating, it is inevitable to happen failure of some vertices or edges, so it has vital significance to consider failure network. This research project is focus on fault tolerance performance of interconnection network topological structure, including such as fault-tolerant vertex(edge) pancyclicity and fault-tolerant panconnectivity, which is a cross subject of computer science and graph theory. By combining computer algorithm with combinatorial mathematics, the project will explore the fault tolerance performance of interconnection network topological structure. The project research goal is to develop an alogrithm of determining fault tolerance performance of interconnection network topological structure in order to construct the knowledge base with fault tolerance performance of three categories interconnection network topological structure. In addition,the research goal is also to develop various data mining algorithms used to mine major topological characteristics of influence on a network fault tolerance performance, and furthermore, to construct data mining management information system of network topological characteristics with fault tolerance performance in order to mine topological characteristics of greater influences on network fault tolerance performance. The research results related to fault tolerance of network topological structure will play an important role in guiding interconnection network structure design 、network properties analysis and network evaluation. In the meantime, the research results not only provide more solid theory foundation for the interconnection network design of ultra-large scale super computer system in the next generation but also for the network topological structure design of high-performance,stable,energy-efficient data centers.

一个大型网络在日常运营时，某些结点或连边难免发生故障，故考虑网络的容错能力具有重要意义。本研究项目是研究互连网络拓扑结构图的容错能力，包括容错点边泛圈性和容错泛连通性等。它是计算机科学与组合数学和图论交叉的研究课题，主要用计算机算法设计和分析的思想和组合数学的方法探究互连网络拓扑结构图的容错性质。本项目的研究目标是研制出判断网络拓扑结构容错性质的算法，以此构建具有容错性能的三大类互连网络拓扑结构的知识库，并研制出从该知识库中挖掘出影响网络容错性能的主要拓扑特性的各种挖掘算法，进而构建具有容错性能的网络拓扑特性的数据挖掘平台，以挖掘出对网络容错性能影响较大的拓扑特性。本项目的研究结果对互连网络的设计、网络性能的定量分析和评估有重要的理论指导作用，将为高效稳定节能的新型数据中心的网络拓扑结构设计和下一代超大规模超级计算机系统的互连网络的设计提供进一步的理论基础和依据。

一个大型网络在日常运营时，某些结点或连边难免发生故障，故考虑网络的容错能力具有重要意义。本研究项目是研究互连网络拓扑结构图的容错能力，包括容错点边泛圈性和容错哈密尔顿性以及容错泛连通性等。它是计算机科学与组合数学和图论交叉的研究课题，主要用计算机算法设计和分析的思想和组合数学的方法探究互连网络拓扑结构图的容错性质。本项目的研究目标是研制出判断网络拓扑结构容错性质的算法，以此构建具有容错性能的三大类互连网络拓扑结构的知识库，并研制出从该知识库中挖掘出影响网络容错性能的主要拓扑特性的各种挖掘算法，进而构建具有容错性能的网络拓扑特性的数据挖掘平台，以挖掘出对网络容错性能影响较大的拓扑特性。.本项目已经研制出了快速高效的算法判断网络拓扑结构容错性质；研制出了更好的判断图的同构的算法。对与互连网络拓扑结构设计方法密切相关的几个重要的图类的容错点泛圈性、容错边泛圈性、容错哈密尔顿性、容错泛连通性、条件限制容错哈密尔顿性等重要的性质进行了研究，得到了如下研究成果：.(1)研究了扭类超立方体相似网络THLNs(包括交叉立方体CQn，局部扭立方体LTQn，扭立方体TQn，莫比乌斯立方体MQn等)、增广立方体网络AQn的容错哈密尔顿性质； .(2)研究了扭类超立方体相似网络THLNs(包括交叉立方体CQn，局部扭立方体LTQn，扭立方体TQn，莫比乌斯立方体MQn等)、增广立方体网络AQn的容错泛连通性质；.(3)研究了局部扭立方体网络LTQn、 交叉立方体网络CQn的容错点泛圈性质； .(4)研究了局部扭立方体网络LTQn、莫比乌斯立方体网络MQn、交叉立方体网络CQn的容错边泛圈性质；.(5)研究了局部扭立方体网络LTQn的条件容错哈密尔顿性质。.在IEEE ACCESS(SCI,IF 3.557)和Journal of Parallel and Distributed Computing(SCI,IF1.815)等重要的国内外期刊上发表和录用学术论文28篇，其中SCI收录12篇、EI收录4篇, 获得发明专利3项。.本项目的研究结果对互连网络的设计、网络性能的定量分析和评估有重要的理论指导作用，将为高效稳定节能的新型数据中心的网络拓扑结构设计和下一代超大规模超级计算机系统的片上互连网络的设计提供进一步的理论基础和依据。