什么是混洗交换网介绍

混洗交换网仿效并行处理中使用的混洗交换开关网络，信息包可从发送站点经过混洗交换网到达任一个目标站点。它的路由选择算法比较简单，且具备改变原有路由的能力，可进行流量控制和故障恢复。

混洗交换网简介

为了提供完整的连通性，贝恩斯网络需要

个阶段，每个阶段具有

个交换节点。然而，通过使用一类不完全连接网络的网络，可以进一步降低多级网络的成本。一般来说，混洗交换网络由一系列与shuffle或butterfly交织的

交换排列组成。并且重要的是理解shuffle和交换排列序列如何一起形成有用的网络。理解多级置换网络的关键是考虑每个相继排列对通过网络的对象标签的影响。假设S是进入网络的对象的标签，D是该对象的目的地的标签。将一个临时标签L与对象关联起来，并且这最初被设置成S。如果可以通过排列序列来修改L，使其等于D，则该对象将到达其目的。

由于

置换提供了选择输入标签的最低有效位或使其保持完整的选择，所以可以使用

置换使L中的最低有效位等于D中的最低有效位。这是从L 到D转换的基本步骤。并且，

或I置换的选择决定了图1的一般交换盒中的交换节点设置。下一步是将L中的下一位暴露给

置换，这是最简单地通过将L移位一位来完成的。如图二中的N = 8所示，这直接相当于在0到N范围内的所有标签L上的完全混洗置换。在

应用的shuffle和交换排列之后，L中的所有比特都将被改变，L将等于D。作为直接结果，位于标签L的对象将被路由到由D标识的输出端口，并且这个网络将完成其功能。

混洗交换网实例

混洗交换网榕树网络

榕树网络（The Banyan Network）

可以定义为一般交换和butterfly排列的序列，由复合路由函数

表示为：

在这个网络中，

阶段，每个阶段由n个/ 2个活跃的E1节点组成，连续阶段由被动βi置换连接。这在图三中示出，它描绘了一个三阶段（8输入，8输出）榕树网络。

混洗交换网欧米茄网络

n阶欧米茄网络定义为混洗序列和一般交换排列,由复合路由函数

表示为：

这种网络使用具有上下传播能力的交换节点，并且值得注意的是，网络中的所有阶段都是相同的。然而，从图四可以看出，这种网络不能同时建立从节点4到4和6到5的连接。由于这个原因，这种网络是一个阻塞网络。原则上，具有

级的所有多级网络都阻塞网络，尽管实现阻塞的技术在实现之间有所不同。

混洗交换网间接二进制n-立方体网络

间接二进制n-立方体网络（The Indirect Binary n-cube Network），这里表示为

，可以被正式定义为：

间接二进制n立方体，有时简单地称为多级立方体，与Ω-网络非常相似，尽管它不能连接的连接对不同于

网络。间接二进制n立方体如图五所示。

虽然网络的shuffle交换类是阻塞网络，但它们仍然具有丰富的互连结构，能够以相对低的成本支持大量的同时连接。许多采用多级网络的高性能计算机使用某种形式的混洗交换开关。

混洗交换网发展现状

随着网络技术的不断发展和普及，混洗交换网络已经成为网络中的主要组成部分，占据着核心地位。在混洗交换网络中，如何对数据进行快速、准确的传输，已经成为混洗交换网络中的主要研究课题。现阶段，主流的混洗交换网络中冲突消除方法包括基于遗传算法的混洗交换网络中冲突消除方法、基于蚁群算法的混洗交换网络中冲突消除方法和基于二叉树搜索算法的混洗交换网络中冲突消除方法。其中，最常用的是基于二叉树搜索算法的混洗交换网络中冲突消除方法。由于混洗交换网络中冲突消除方法拥有极为广阔的发展空间，因此，受到了广泛的关注，拥有良好的发展前景。

在混洗交换网络中，开关的数目很难满足实际通信的需求，容易造成信道中的信号冲突。利用传统算法进行混洗交换网络中的冲突消除，假设通信信号的数目过多，将造成混洗交换网络中出现通信冲突，难以实现混洗交换网络的通信。