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Réseaux d'interconnexion

Participants : Jean-Claude Bermond, Éric Darrot, Olivier Delmas, Stéphane Perennes, Michel Syska

L'équipe a non seulement continué ses études sur les propriétés et la construction de réseaux point-à-point adaptés aux architectures parallèles, mais a aussi présenté des résultats sur de nouveaux modèles tels que les réseaux par bus et les réseaux optiques.

Dans le cadre de l'étude des réseaux point-à-point, nous avons établi diverses propriétés des réseaux ``logarithmiques'' (réseaux de degré borné et de diamètre logarithmique en le nombre de sommets). Par exemple dans [36,37] nous avons montré que les réseaux Butterfly se décomposent en cycles (circuits) hamiltoniens. Dans [3] nous produisons un état de l'art des réseaux en boucle.

Un réseau d'interconnexion par bus est constitué d'un ensemble d'éléments de calcul (les processeurs) et d'un ensemble d'éléments de communication (les bus). Les processeurs produisent ou consomment des messages et les bus fournissent des voies de communication qui permettent d'échanger des messages entre les processeurs. Chaque bus fournit un lien de communication entre deux ou plusieurs processeurs. Ces réseaux sont une généralisation des réseaux point-à-point et pourraient être utilisés pour les futures machines parallèles (voir les références du survey [4]). Leur intérêt est encore plus grand aujourd'hui car ils permettent de modéliser les réseaux d'interconnexion optiques (de type LAN ou ``workstation clusters'').

Pour ce modèle un premier problème consiste en l'étude de construction de graphes qui permettent d'interconnecter un grand nombre de processeurs pour un degré maximum , une taille de bus r et un diamètre D. Ce problème est connu comme celui du dans l'étude théorique des hypergraphes. On trouve des exemples de solutions dans [4].

Certaines constructions sont obtenues à partir de classiques réseaux point-à-point en groupant simplement plusieurs processeurs sur un bus. On a par exemple généralisé les grilles, les tores, ou encore les hypercubes. D'autres constructions sont obtenues grâce à des outils spécifiques de la théorie des hypergraphes. Par exemple on peut utiliser des résultats sur les configurations ou la dualité (voir [20], [4]).

Enfin nous avons donné quelques constructions directes comme celles d'hypergraphes de de Bruijn ou Kautz. En fait il est préférable de les traiter comme des hypergraphes orientés ([4]).

Dans l'étude du stage de DEA de Bruno Pineda [55](DEA informatique UNSA-IIIS 1995) nous avons proposé une architecture de commutateurs optiques de type multi-étages. L'élément de base considéré est un composant acousto-optique tels que ceux expérimentés à l'institut d'optique d'Orsay par P. Chavel. Grâce à ce type de composant il serait possible par exemple de réaliser des cross-bar 180x180 en seulement trois étages. De plus ces commutateurs peuvent implanter la fonction multicast qui n'est pas disponible usuellement sur les switches électroniques.


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