USING EXCESS CODE TO DESIGN FAULT-TOLERANT TOPOLOGIES

Autor: Pavlo Rehida, Artem Volokyta, Heorhii Loutskii, Olexandr Goncharenko
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Технічні науки та технології; № 1(15) (2019): Технічні науки та технології; 134-144
Technical sciences and technology; No. 1(15) (2019): Technical sciences and technologies; 134-144
Технические науки и технологии; № 1(15) (2019): Технические науки и технологии; 134-144
ISSN: 2519-4569
2411-5363
Popis: Urgency of the research. The task of increasing fault tolerance is one of the key tasks in constructing a computing system and in modernizing an already existing one. Particular attention is paid to it when building multicomputer systems or clusters. The most interesting ways to increase fault tolerance is to use the topological structure of the system to bypass the malfunction and use one or another element of the system to replace the faulty. Of course, this requires the development of a specific topology. The article deals with the development of fault-tolerant versions of popular topologies, such as quasi-quantum and hypercube, based on the excess code 0/1 /-1.Target setting. An important part of any multicomputer system or cluster is its topological structure. This structure defines the routing of messages in the system, speed of message transmission, and level of fault-tolerance of a system. The article proposes a method for increasing fault-tolerance based on the use of excess code.Actual scientific researches and issues analysis. Synthesis of topologies such as the hypercube or the de Bruin topology is well studied and described now, there are papers consider methods for increasing the fault-tolerance that based on usage of additional nodes that duplicate current nodes. Other papers consider using a tree-based routing to improve fault-tolerance of the system.Uninvestigated parts of general matters defining. Now the possibilities of using excess code 0/1/-1 for creating new fault-tolerant topologies based on existing synthesis methods are unconsidered.The research objective. The task is to describe the synthesis of fault tolerant topologies, the consideration of the possibilities of using their features and the analysis of the main characteristics in comparison with each other and with classic versions based on binary code.The statement of basic materials. The synthesis of hypercube and de Bruin topology is described on the basis of the usual binary code and the redundant code 0/1 / -1, the possibilities of using redundancy are considered, first of all, to increase the fault-tolerance, a comparative analysis of all of these topologies is carried out.Conclusions. The analysis of characteristics is performed, the main advantages and disadvantages of the proposed to­pological structures are highlighted, suggestions for their improvement are made
Актуальність теми дослідження. Завдання підвищення відмовостійкості є одним із головних завдань при побудові обчислювальної системи і при модернізації вже існуючої. Особливу увагу їй приділяють при побудові мультикомп’ютерних систем чи кластерів. Найбільш цікавими способами збільшення відмовостійкості є використання топологічної структури системи для обходу несправності та використання того чи іншого елемента системи для заміщення несправного. Звісно, це потребує розробки специфічної топології. У статті розглянуто розробку відмовостійких версій популярних топологій, таких як квазіквантова та гіперкуб, на основі надлишкового коду 0/1/-1.Постановка проблеми. Важливою частиною будь-якої мультикомп’ютерної системи є її топологічна структура. Від неї залежить маршрутизація повідомлень у системі, швидкість передачі повідомлень і відмовостійкість. У статті запропоновано метод для підвищення відмовостійкості, що ґрунтується на використанні надлишкового коду.Аналіз останніх досліджень і публікацій. Нині добре описано синтез таких топологій, як гіперкуб чи топологія де Бруйна, є роботи, що розглядають методи збільшення відмовостійкості за допомогою дублювання обчислювальних елементів. Також наявні роботи, що розглядають використання маршрутизації на основі дерев для покращення відмовостійкості системи.Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Не розглянутими на сьогодні залишаються можливості застосування надлишкового кодування 0/1/-1 для створення нових відмовостійких топологій на основі вже існуючих.Постановка завдання. Завданням є опис синтезу відмовостійких топологій, розгляд можливостей використання їхніх особливостей та аналіз основних характеристик у порівнянні між собою та з класичними версіями на основі двійкового коду.Виклад основного матеріалу. Описано синтез гіперкуба та топології де Бруйна на основі звичайного двійкового коду та надлишкового коду 0/1/-1, розглянуто можливості використання надлишковості, передусім для підвищення відмовостійкості, проведено порівняльний аналіз усіх згаданих топологій.Висновки відповідно до статті. Виконано аналіз характеристик, виділено основні переваги та недоліки запропонованих топологічних структур, висунуто пропозиції щодо їх покращення.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: