Algorytmy Komunikacyjne dla Trójwymiarowych Sieci Opartych na Plastrze Miodu. Ireneusz Szcześniak. Politechnika Śląska 20 czerwca 2002 r.

Transkrypt

1 Algorytmy Komunikacyjne dla Trójwymiarowych Sieci Opartych na Plastrze Miodu Ireneusz Szcześniak Politechnika Śląska 20 czerwca 2002 r.

2 2 Plan prezentacji Wprowadzenie Prezentacja trójwymiarowych sieci połączeń Przedstawienie zaprojektowanych algorytmów Przedstawienie opracowanego oprogramowania Wnioski, dalsza praca, podsumowanie i zakończenie

3 Wprowadzenie 3 Wprowadzenie

4 Wprowadzenie 4 Sieć plastra miodu - HM 1

5 Wprowadzenie 5 Sieć plastra miodu - HM 2

6 Prezentacja trójwymiarowych sieci połączeń 6 Prezentacja trójwymiarowych sieci połączeń

7 Prezentacja trójwymiarowych sieci połączeń 7 Trójwymiarowe sieci połączeń Sieci rozważane w pracy: sieć H3D 4 t zaproponowana przez autora tej prezentacji, sieć H3D 3 t zaproponowana przez W. Mikanika. Punkt odniesienia: sieć 3-D HM t zaproponowana przez J. Carle et al.

8 Prezentacja trójwymiarowych sieci połączeń 8 Sieć H3D 4 1

9 Prezentacja trójwymiarowych sieci połączeń 9 Sieć H3D 4 2

10 Prezentacja trójwymiarowych sieci połączeń 10 Sieć H3D 3 1

11 Prezentacja trójwymiarowych sieci połączeń 11 Sieć H3D 3 2

12 Prezentacja trójwymiarowych sieci połączeń 12 Sieć 3-D HM 1

13 Prezentacja trójwymiarowych sieci połączeń 13 Sieć 3-D HM 2

14 Prezentacja trójwymiarowych sieci połączeń 14 Porównanie długości średnic sieci H3D 4 t, H3D 3 t i 3-D HM t za pomocą pakietu Mathematica k4(n) k3(n) k(n) 60 dlugosc srednicy N, liczba wezlow Funkcje k4(n), k3(n) i k(n) wyrażają długości średnic kolejno sieci H3D 4 t, H3D 3 t i 3-D HM t.

15 Przedstawienie zaprojektowanych algorytmów 15 Przedstawienie zaprojektowanych algorytmów

16 Przedstawienie zaprojektowanych algorytmów 16 Algorytmy przesyłania komunikatów jeden do jeden (ang. routing algorithms) Opracowano dwa algorytmy: algorytm dla sieci H3D 4 t, algorytm dla sieci H3D 3 t. Algorytm dla sieci 3-D HM t został opublikowany w 2001 roku i nie był przedmiotem badań pracy.

17 Przedstawienie zaprojektowanych algorytmów 17 Założenia algorytmów dla sieci H3D 4 t i H3D 3 t Dane wejściowe: adres obecnego węzła, adres docelowego węzła, rozmiar t sieci. Algorytmy służą do wyznaczania adresu następnego węzła w najkrótszej ścieżce pomiędzy obecnym węzłem i węzłem docelowym.

18 Przedstawienie zaprojektowanych algorytmów 18 Charakterystyka algorytmów dla sieci H3D 4 t i H3D 3 t Cechy algorytmów: skomplikowane, obliczają najkrótsze ścieżki, powodują nierównomierne wykorzystanie połączeń, mają stałe złożoności obliczeniowe, liczba przesyłanych komunikatów (ang. message complexity) wynosi O( 3 N), gdzie N jest liczbą węzłów sieci.

19 Przedstawienie zaprojektowanych algorytmów 19 Nierównomierne wykorzystanie połączeń na przykładzie sieci H3D % 30.8% 30.8% 24.9% 30.8% 24.9% 59.7% 59.7% 59.7% 17.4% 36.3% 31.3% 17.4% 36.3% 86.6% 31.3% 17.4% 86.6% 100.0% 100.0% 31.3% 36.3% 86.6% 100.0% 100.0% 86.6% 100.0% 100.0% 86.6% 36.3% 31.3% 86.6% 31.3% 36.3% 17.4% 17.4% 31.3% 36.3% 17.4% 59.7% 59.7% 59.7% 30.8% 24.9% 24.9% 30.8% 24.9% 30.8%

20 Przedstawienie opracowanego oprogramowania 20 Przedstawienie opracowanego oprogramowania

21 Przedstawienie opracowanego oprogramowania 21 Funkcje oprogramowania generacja sieci HM t, H3D 4 t i H3D 3 t i ich rysowanie przy użyciu pakietu Gnuplot, sprawdzenie, czy przy użyciu opracowanych algorytmów zostały wyznaczone najkrótsze ścieżki.

22 Przedstawienie opracowanego oprogramowania 22 Oprogramowanie zaimplementowane w środowisku GNU/Linux przy użyciu kompilatora GNU gcc i programu GNU DDD 3.3.1, posiada 3021 linii w plikach źródłowych, 9 klas, przetestowane z powodzeniem na komputerach Linux i586, HP-UX B /800 i SunOS 5.6 sun4u, udokumentowane przy użyciu pakietu Doxygen.

23 Przedstawienie opracowanego oprogramowania 23 Testowanie algorytmów siec obliczenie najkrotszych odleglosci algorytmem wyszukiwania wszerz obliczenie najkrotszych odleglosci testowanym algorytmem porownanie wynikow

24 Przedstawienie opracowanego oprogramowania 24 Testowanie algorytmu dla sieci H3D 4 t (-4,0,5,-4) -> (-2,-1,4,0) is ok bsf:8 my:8 (-4,0,5,-4) -> (-2,-1,4,1) is ok bsf:9 my:9 (-4,0,5,-4) -> (-2,-1,4,2) is ok bsf:12 my:12 (-4,0,5,-4) -> (-2,-1,4,3) is ok bsf:13 my:13 (-4,0,5,-4) -> (-2,-1,4,4) is ok bsf:16 my:16 (-4,0,5,-4) -> (-2,-1,5,-4) is ok bsf:3 my:3 (-4,0,5,-4) -> (-2,-1,5,-3) is ok bsf:4 my:4 (-4,0,5,-4) -> (-2,-1,5,-2) is ok bsf:5 my:5 (-4,0,5,-4) -> (-2,-1,5,-1) is ok bsf:6 my:6 (-4,0,5,-4) -> (-2,-1,5,0) is ok bsf:7 my:7 (-4,0,5,-4) -> (-2,-1,5,1) is ok bsf:10 my:10

25 Wnioski, dalsza praca, podsumowanie i zakończenie 25 Wnioski, dalsza praca, podsumowanie i zakończenie

26 Wnioski, dalsza praca, podsumowanie i zakończenie 26 Wnioski sieci H3D 4 t i H3D 3 t są konkurencją dla sieci 3-D HM t, zaproponowane algorytmy są tej samej złożoności obliczeniowej co algorytm dla sieci 3-D HM t, choć są bardziej skomplikowane, zaproponowane algorytmy generują komunikaty w liczbie tego samego rzędu co algorytm dla sieci 3-D HM t.

27 Wnioski, dalsza praca, podsumowanie i zakończenie 27 Dalsza praca opracowanie dowodów twierdzeń, że przedstawione algorytmy wyznaczają najkrótsze ścieżki, opracowanie algorytmów rozgłaszania dla sieci H3D 4 t i H3D 3 t, symulacja podanych sieci i algorytmów przy użyciu pakietu OMNeT++.

28 Wnioski, dalsza praca, podsumowanie i zakończenie 28 Podsumowanie i zakończenie Podczas prezentacji: zaprezentowano nową sieć połączeń H3D 4 t, pokazano, że sieci H3D 4 t i H3D 3 t są lepsze od sieci 3-D HM t pod względem długości średnicy, omówiono zaprojektowane algorytmy komunikacyjne dla sieci H3D 4 t i H3D 3 t, omówiono opracowane oprogramowanie do generowania sieci i testowania zaproponowanych algorytmów.

29 Dziękuję za uwagę.