Rechnerarchitektur. Vorlesungsbegleitende Unterlagen WS 2003/2004. Klaus Waldschmidt

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1 Rechnerarchitektur Vorlesungsbegleitende Unterlagen WS 2003/2004 Klaus Waldschmidt Teil 17 Parallelarchitekturen Seite 1 Klassifikation nach Flynn (1972) SISD (single instruction, single data stream) Rechner mit einfachem Befehls- und Datenstrom MISD (multiple instruction, single data stream) Rechner mit mehrfachem Befehls- und einfachem Datenstrom SIMD (single instruction, multiple data stream) Rechner mit einfachem Befehls- und mehrfachem Datenstrom MIMD (multiple instruction, multiple data stream) Rechner mit mehrfachem Befehls- und mehrfachem Datenstrom Seite 2 1

2 Einteilung von Rechnerstrukturen nach der Flynnschen Klassifikation Klasse Strukturen SISD SIMD Sequentielle Rechner ( von-neumann-struktur oder Harvard-Struktur ) Arrays von Rechenelementen; Vektormaschinen; Feldrechner MISD --- MIMD Rechner mit mehreren Prozessoren ( Multiprozessor-Systeme der verschiedensten Architekturformen ) Seite 3 IS CU IS PE DS MM (a) SISD computer PE 1 DS 1 MM 1 CU IS IS... PE 2 PE n DS 2 DS n SM... MM 2 MM m (b) SIMD computer CU: control unit SM: shared memory PE: processing unit IS: instruction stream MM: memory module DS: data stream Seite 4 2

3 IS 1 CU 1 IS 2 CU 2... IS n CU n IS 1 IS 2 PE 1 PE 2... DS... MM 1 MM 2 MM m IS n... PE n DS IS n IS 2 IS 1 SM (c) MISD computer IS1 CU 1 IS 1 PE 1 DS 1 MM 1 IS 1 IS 2 CU 2... IS n CU n IS 2 IS n PE 2... PE n DS 2 DS n SM MM 2... MM m... IS 2 IS n (d) MIMD computer Seite 5 Taxonomie von Parallelrechnerarchitekturen Parallelrechner Kriterien Datenstruktur- Typen Skalar-Typen Art der Datentypen Datenstruktur- Parallelität Programm- Parallelität Art der Parallelität Vektorisierung SPMD Datenparallel Nachrichten orientiert Gemeinsamer Speicher Programmiermodell SIMD MIMD/SIMD MIMD Datenfluß Kontroll- Struktur Pipelinie (Syst. Array) Array von Rechenelem. Multipipeline Multi-Prozessor Prozessor- Struktur Speicherkopplung (Systeme mit gemeinsamem Speicher) Speicherkopplung (Systeme mit verteiltem Speicher) Nachrichtenaustausch (Systeme mit verteiltem Speicher) Kommunikations- Struktur Seite 6 3

4 Architektur eines Vektorrechners Skalareinheit Vektoreinheit Skalar Register Register Vektor- Lade/speichereinheit Vektor- Vektorverarbeitungspipeline Vektorverarbeitungspipeline Instruktionsholeeinheit Instruktionspuffer Instruktionsausgabe Skalarkontrolleinheit Skalarlade/speichereinheit Skalarverarbeitungseinheit Vektorkontrolleinheit Hauptspeicher Seite 7 Architektur eines Feldrechners Programmspeicher Instruktionsholeeinheit Instruktionsausgabe Maskiereinheit Instruktion Maske PE Skalar Register Skalarkontrolleinheit Maskiereinheit Skalarverarbeitungseinheit PE PE PE PE Speicher VN kontrolleinheit VN Datenpfad VN Verbindungsnetzwerk Instruktionspfad PE Processing element Seite 8 4

5 Architektur eines systolischen Arrays Eingabe (Befehle und/oder Operanden) I C PE1 J B I D C J PE3 J B I D C J PE4 J A I D J A I C A I C PE2 I D I C PE5 I D I C PE9 I D I C B I C I C PE6 B I D I C PE8 I D I C 13 I A I C I C I C J B D I C J J A D I C J J B A I C J b Seite 9 I C Ausgabe (Rechenergebnis) MIMD-Architekturen Programmiermodell Behandlung der Kommunikationslatenz Nachrichtenorientiert globaler Adressraum Latenz minimieren Latenz verstecken Distributed Memory Architecture Multiprocessor System with Central Memory Distributed Shared Memory Architecture Virtual Shared Memory Architecture Multithreaded Architecture Architekturen mit verteiltem Speicher Eigenschaften: Speicherzugriff: nur lokal Granularität: grob Skalierbarkeit: sehr gut Working Sets: nicht genutzt Multiprozessor mit zentralem Speicher Eigenschaften: Speicherzugriff: zentral Granularität: fein Skalierbarkeit: schlecht Working Sets: nicht genutzt Architektur mit verteiltem gem. Speicher Eigenschaften: Speicherzugriff: lokal und entfernt Granularität: fein Skalierbarkeit: mittel Working Sets: genutzt, im Cache Architektur mit virtuell geme. Speicher Eigenschaften: Speicherzugriff: nur lokal Granularität: grob Skalierbarkeit: gut Working Sets: genutzt, im lok. Sp. Mehrfädige Architektur Eigenschaften: Speicherzugriff: lokal und entfernt Granularität: fein oder mittel Skalierbarkeit: gut Working Sets: nicht genutzt Seite 10 5

6 Merkmale von MIMD-Architekturen physikalische Speicheranordnung gemeinsamer Speicher verteilter Speicher Adressraum Programmiermodell global, gemeinsam lokal, privat globaler Adressraum Nachrichtenorientiert Kommunikationsstruktur Synchronisation Speicherkopplung Nachrichtenaustausch Gemeinsame Variablen synchronisierende Semaphoren Nachrichten Latenzbehandlung verstecken minimieren Seite 11 Globale Architektur von MIMD-Parallelrechnern Eigenschaften M g M g M g M g VN P P P P central memory Multiprozessor Mischformen Effizient nur für eine geringe Anzahl von P. VN mit hoher Bandbreite notwendig. Kommunikation durch gemeinsame Variablen. Synchronisation durch Kritische Bereiche. VN P P P P M p M p M p M p message based Multiprozessor Sehr hohe Anzahl von P möglich. VN mit geringerer Bandbreite möglich. Kommunikation durch Datentransport von Objekten. Synchronisation durch Botschaftenaustausch. Seite 12 6

7 UMA-Architektur (Tanzsaal-Modell) Prozessor Prozessor Prozessor Prozessor VN Speichermodul Speichermodul Speichermodul Speichermodul Hauptspeicher UMA Uniform Memory Access Seite 13 NUMA-Architekturformen P P P P P lokaler Zugriff M globaler Zugriff M C C C VN globaler Zugriff VN P Prozessor M Speicher VN Verbindungsnetzwerk C Cache, resp. Cachehierarchie M M M NUMA Non Uniform Memory Access CCNUMA Cache Coherent Non Uniform Memory Access In diesem Fall wird ein Kohärenzprotokoll berücksichtigt (z.b. MESI). Seite 14 7

8 COMA-Architektur P P P C C C D D D VN P Prozessor D Directory VN Verbindungsnetzwerk C Cache COMA Cache Only Memory Architeture Cache und Directory bilden ein sog. Attraction Memory. Alle Caches bilden den gemeinsamen Hauptspeicher. Seite 15 Parallelrechner mit verteiltem Speicher Rechnerknoten Rechnerknoten Rechnerknoten M M M nur lokale Zugriffe P P P VNI VNI VNI Botschaftenaustausch VN Seite 16 8

9 Kommunikation in Parallelrechnern gemeinsamer Adressraum Prozess A gemeinsame Variable Prozess B Botschaftenaustausch lokaler Adressraum lokaler Adressraum Prozess A Botschaft Prozess B Seite 17 Verbindungsstrukturen Beurteilungskriterien, Unterscheidungsmerkmale u. Klassifikation Das Verbindungsnetz ist das Medium, über das die Kommunikation der Prozessoren untereinander und der Zugriff auf gemeinsame Ressourcen abgewickelt werden. Beurteilungskriterien: Komplexität Durchmesser Regelmäßigkeit Blockierungseigenschaft Erweiterbarkeit Skalierbarkeit Ausfalltoleranz Wegefindung Systematik Die Einteilung der Verbindungsnetzwerke wird nach folgenden Kriterien vorgenommen: 1. Topologie 2. Verbindungsarten 3. Steuerung des Verbindungsaufbaues 4. Arbeitsweise Die Topologie spielt die herausragende Rolle, da sie die Skalierbarkeit wesentlich mitbestimmt. Seite 18 9

10 In Monoprozessoren und in Parallelrechnern wird das Verbindungsnetzwerk häufig abstrakt als black box dargestellt. Es ist jedoch häufig sowohl innerhalb eines Prozessors als auch in Parallelrechnern höherer Granularität die entscheidende architekturelle Hardwareressource. Innerhalb von SIMD-Architekturen findet man Verbindungsnetzwerke zur Ankopplung von Speichern und zur Konfiguration von Mehrfachpipelines. In MIMD-Architekturen dienen sie zur Kommunikation zwischen Prozessen auf den Prozessoren. Verbindungsnetzwerke dienen dem Transport von Daten und Botschaften zwischen den Modulen innerhalb eines Prozessors als auch zwischen Prozessoren. Seite 19 Klassifikation von Verbindungsnetzwerken Topologie regulär irregulär statisch dynamisch 1dim 2dim 3dim einstufig mehrstufig vollst. Vernetzung Hypercube Bus Crossbar Banyan... Delta Seite 20 10

11 Arbeitsweise von Verbindungsnetzwerken Verbindungsart Verbindungsaufbau Leitungsvermittlung Paketvermittlung verteilt zentral Arbeitsweise synchron gemischt asynchron Seite 21 Methoden der Wegfindung Wegfindung Adreßspezifikation Wegewahl Flußsteuerung zielbasiert quellenbasiert deterministisch adaptiv Virtual Store-and- Wormcut-through forward hole e-cube- Routing x-y-routing oder x-y-z-routing Seite 22 11

12 Direkte Netze (statische Netze, einstufige Netze) In einem direkten Netz besitzt jedes PE eine Anzahl fester Leitungen zu benachbarten PEs, entlang derer Nachrichten unmittelbar von PE zu PE gesendet werden können. Das Netz beschränkt sich somit auf Verbindungsleitungen; Vermittlungsfunktionen werden durch die PEs selbst ausgeübt, indem Nachrichten entlang der existierenden Leitung gesendet werden. Da in direkten Netzen nur eine Stufe von Verbindungsleitungen existiert, wird in vielen Arbeiten die Bezeichnung einstufige Netze genutzt. Benutzt wird auch gerne der Begriff statische Netze, da die Verbindung zwischen Paaren von PEs ohne Möglichkeit der Rekonfiguration erfolgt. Seite 23 Topologie direkter Netze Kette Ring Chordaler Ring Gitter Seite 24 12

13 2D-Torus Gitter mit acht Nachbarknoten Stern Baum Seite 25 Petersen-Netz vollständige Vermaschung Cube 3D-Torus Seite 26 13

14 Cube connected cycles Netz (CCC) Pyramide (dreistufig) Seite 27 Hypercube Hypercube Hypercube als Bild einer Booleschen Funktion mit vier Literalen Seite 28 14

15 Verbindungsfunktionen Topologische Verbindungsstrukturen direkter Netze können mittels Verbindungsfunktionen beschrieben werden. Verfügt ein Knoten Q eines Netzes über eine Verbindungsfunktion f(q), so werden beim Ausführen dieser Funktion Daten von Knoten Q zum Knoten D = f(q) transferiert. In einigen Netzen (z.b. Ring und Cube) ist die Verbindungsfunktion für alle Knoten gleich, in anderen Netzen (z.b. Baum) ist sie von Knoten zu Knoten unterschiedlich. Seite 29 Indirekte Netze, dynamische Netze, ein- oder mehrstufige indirekte Netze Ein indirektes Netz führt die Vermittlungsaufgaben mittels aktiver Koppelelemente eigenständig durch. In vielen indirekten Netzen ist jedes PE nur über einen Ein- und einen Ausgang mit dem Netz verbunden. Die Netze bedienen sich einer oder mehrerer Stufen von Koppelelementen, in denen die Nachrichten durch das Netz geleitet werden. Die Koppelelemente dieses Netzes haben im einfachsten Fall zwei Ein- und zwei Ausgänge und können zur Datenvermittlung die Zustände straight und exchange annehmen. Durch Hinzufügen der Zustände upper broadcast und lower broadcast können Nachrichten von einem Eingang zu beiden Ausgängen vermittelt werden. Da die Verbindungsstruktur durch die Koppelelemente verändert und somit den jeweiligen Eigenschaften angepasst werden kann, wird oft der Begriff dynamische Netze genutzt, im Gegensatz zu den direkten statischen Netzen. Indirekte Netze unterscheiden sich in der Komplexität, Größe und Funktionalität der Koppelelemente, der Anzahl der Stufen und der Struktur der Leitungsführung zwischen den Stufen. Seite 30 15

16 Grundstrukturen der dynamischen Netze sind der 2 x 2 Crossbar, das Shuffle und der Bus. Sie stellen einstufige Netze dar. I1 I2 Q11 Q21 Q12 Q22 O1 I1 I2 Q1 Q1 Q1 Q1 O1 I1 I2 I3 Q1 Q2 Q3 O2 O2 O1 O1 2 x 2 Crossbar Shuffle Bus Schaltelement Ausgangsknoten (readport) I - Eingangssignale O - Ausgangssignale Q - Steuersignale Seite 31 Einstufige Shuffle-Exchange Netz Das Shuffle dient als Grundstruktur für den Aufbau mehrstufiger Verbindungsnetzwerke. 0 1 Verbindungsnetz x 2 Koppelelement (Shuffle) Q (unwahr) Q (wahr) Straight Exchange Q B Q B Koppelelement Die Shuffle-Funktion wird von den Verbindungsleitungen ausgeführt. Ein 2x2- Koppelelement kann die Daten entweder geradeaus (Straight) vermitteln oder austauschen (Exchange). Um die Daten von Lower Broadcast Upper Broadcast von einer Quelle zu einer Senke zu transportieren sind üblicherweise mehrere Durchläufe (maximal log 2 n) durch das Netz notwendig (rezirkulierendes Netz). Einstufige Shuffle-Exchange Netze werden für Durchschalte- und Paketvermittlung verwendet. Seite 32 16

17 Einstufiges Verbindungsnetz mit Shuffle und exchange Funktion der Koppelelemente shuffle exchange p 2 p 1 p 0 p 2 p 1 p 0 p 1 p 0 p 2 p 1 p 0 p Seite 33 Mehrstufige Netze mit Shuffle-Elementen Bayan Baseline Cube Delta Flip Indirekt Cube OMEGA Alle diese Netze sind nicht blockierungsfrei. Als Schaltelemente werden Shuffle-Koppelelemente eingesetzt. Die Unterschiede zwischen den Netzen liegen in der Art der Leitungsführung zwischen den Koppelelementen. Bei n Ein-/Ausgängen werden log n Ebenen und n/2 log n Elementen benötigt. Seite 34 17

18 Schaltmethodiken Es wird unterschieden in: - Durchschaltevermittlung, Leitungsvermittlung - Paketvermittlung Durchschaltevermittelndes Netz Paketvermittlung In einem durchschaltevermittelnden Netz wird vor dem Datentransfer eine vollständige Verbindung zwischen Quelle und Senke aufgebaut, entlang der dann Daten transferiert werden. Dies kann auf unterschiedliche Weise geschehen; so kann der Verbindungsaufbau zum Beispiel durch eine zentrale Steuerung erfolgen oder durch Versenden eines Vermittlungspaketes, das durch das Netz transferiert wird und dabei eine Verbindung aufbaut. In einem paketvermittelnden Netz werden Vermittlungsinformationen und Daten zu einem Paket zusammengefasst, das durch das Netz transferiert wird, ohne jedoch eine vollständige Verbindung aufzubauen. Im einfachsten Fall der Speichervermittlung wird ein Paket, das über mehrere Zwischenstufen vermittelt werden muss, in jeder dieser Stufen komplett zwischengepuffert (Store-and-Forward-Methode). Seite 35 Vermittlungsfunktion und Datentransport Es wird unterschieden in: - Verbindungsorientierte Kommunikation - Verbindungslose Kommunikation Verbindungsorientierte Kommunikation Bei der verbindungsorientierten Kommunikation wird eine Verbindung zwischen Quelle und Senke etabliert, die für die gesamte Dauer der Datenübertragung genutzt wird. Die Verbindung kann in einem durchschaltevermittelnden System physikalisch über eine feste Leitung bestehen, oder sie kann in einem paketvermittelnden System lediglich virtuell existieren, indem die Pakete, aus denen die Nachricht besteht, stets über den gleichen Kommunikationsweg geleitet werden. Verbindungslose Kommunikation Bei einer verbindungslosen Kommunikation werden Nachrichtenpakete über die jeweils günstigsten Verbindungsleitungen gesendet, wobei kein bevorzugter Kommunikationsweg existiert. Dies ist nur in einem paketvermittelnden System möglich, in dem während des Datentransports auch Vermittlungsfunktionen ausgeübt werden. Bei durchschaltevermittelnden Systemen werden nach erfolgtem Verbindungsaufbau lediglich Nutzdaten transportiert. In Kommunikationssystemen herrscht die verbindungsorientierte Kommunikation vor, sowohl im klassischen analogen Telefonnetz als auch im modernen Breitbandnetz. Bei paketvermittelnden Parallelrechnern wird je nach Netz auch die verbindungslose Kommunikation eingesetzt, (beispielsweise bei direkten Netzen mit adaptiver Wegsuche). Seite 36 18

19 Paketvermittlung Es wird unterschieden in: - store-and-forward Strategie - worm-hole Strategie Store-and-forward Strategie Bei der store-and-forward Strategie werden die Pakete in jeder Vermittlungsstation vollständig zwischengespeichert. Die Adressinformation wird interpretiert und wenn der erforderliche Leitungsweg zur Verfügung steht, wird das Paket zur nächsten Vermittlungsstation weitergereicht. Die Vermittlung ist völlig dezentral und eine Flußkontrolle wird erst erforderlich, wenn die Speicherkapazität der Vermittlungsstellen nicht mehr ausreicht. Worm-hole Strategie Bei der worm-hole Strategie wird das Paket vom Sender in das VN eingespeist und sucht sich wie ein Wurm den Weg durch die Vermittlungsstationen. In den Vermittlungsstellen ist nur ein minimaler Speicher vorhanden, der gerade ausreicht um den Kopf einer Nachricht aufzunehmen und die dort gespeicherte Adressinformation zu interpretieren. Der Rest der Nachricht liegt dann in den davor benutzten Vermittlungsstellen und wird durch die automatische Flußkontrolle beim Weiterschalten des Kopfes hinterher gezogen. Am Ende des Pakets befindet sich eine Endemarkierung, die den Weg für weitere Pakete wieder freigibt. Die Vorteile dieser Strategie, nämlich die geringe Speicherkapazität in den Vermittlungsstellen und der schnelle Weitertransport (Pipelining) durch das Netzwerk, haben sie sehr bekannt gemacht. Seite 37 Vermittlungsstrategie bei der Paketvermittlung (worm-hole) worm-hole Nachrichtenkopf Nachrichtenende Nachrichtenpaket Vermittlungsstelle Verbindungskanal Seite 38 19

20 Worm-hole-Routing Beim Worm-hole-Routing erfolgt der Datentransport über Zwischenschritte. Hierbei werden die Pakete in kleinere Komponenten, die Flits, aufgeteilt. Das erste Flit enthält die Verbindungsinformation, und in jeder Stufe wird auf dieser Basis die erforderliche Verbindung geschaltet. Nach Aufbau der Verbindung erstrecken sich die Flits eines Paketes daher über mehrere Stufen zwischen Quelle und Senke. Wenn das Paket länger als der aufgebaute Weg ist, wird eine vollst. Verbindung verfügbar, entlang derer weitere Flits schnell transportiert werden können. Die wesentlichen Vorteile des Worm-hole- Routing sind die reduzierte Latenzzeit zwischen dem Absenden einer Nachricht und dem Empfang an der Senke sowie die variable Paketlänge, die nicht durch Pufferplatz in einer Zwischenstufe beschränkt wird. Ein Nachteil ist die Möglichkeit von Verklemmungen, wodurch Nachrichten nie an ihr Ziel gelangen können. Seite 39 Vor- und Nachteile des Worm-hole-Routing Vorteile: reduzierte Latenzzeit zwischen Absenden einer Nachricht und dem Empfang an der Senke Nachteile: Möglichkeit von Verklemmungen Nachrichten gelangen nie an ihr Ziel variable Paketlänge die Paketlänge wird nicht durch Pufferplatz in einer Zwischenstufe beschränkt. Abhilfe schafft das Mad Postman Routing oder das Virtual-Cut-Through Routing in paketvermittelnden Netzen. Seite 40 20

21 Worm-hole-Routing PE A PE B PE C Router A Router B Router C Es liegt eine geschaltete Verbindung zwischen den Prozessorelementen A und C in einem durchgeschalteten Netz vor. Weitere Verbindungsanfragen können zu Konflikten führen. Seite 41 Virtual-Cut-Through-Routing Das Virtual-Cut-Through Routing ist eine Erweiterung des Worm-hole Routing für paketvermittelnde Netze. Pakete werden über das Netz transferiert und in jeder Stufe weitervermittelt. Ist ein Weg zur nächsten Stufe verfügbar, wird nicht auf das Eintreffen des gesamten Paketes gewartet. Stattdessen werden die schon verfügbaren Flits schnellstmöglich weitergeleitet. Somit entspricht es dem Worm-hole Routing bei dem ein Paket den gesamten Weg von der Quelle bis zur Senke belegen kann. Ist jedoch keine Verbindungsleitung zur nächsten Stufe verfügbar, so muss der Transfer gestoppt werden. Hierzu existieren in den einzelnen Stufen des Netzes Pufferspeicher, die die Pufferung eines kompletten Paketes ermöglichen (Storeand Forward Routing). Das Paket wird weitergeleitet, sobald eine freie Leitung zur nächsten Stufe existiert. Eine längere Wegblockierung kann nicht eintreten, weil gestoppte Pakete vollständig in den Routern zwischengespeichert werden können. Jedoch ist die Paketlänge durch die Größe des kleinsten Puffers begrenzt. Wird diese Begrenzung nicht eingehalten, erfolgt ein Pufferüberlauf. Seite 42 21

22 Konflikte Quelle A Quelle B Quelle A Quelle B Zugriffskonflikt am Netzausgang Konflikt im Inneren des Netzes Senke A Senke B Senke A Senke B Werden Nachrichten von zwei oder mehr Quellen gleichzeitig zur selben Senke gesendet, so resultiert ein Ausgangskonflikt und nur eine der Nachrichten kann vermittelt werden. In vielen Netzen ergeben sich Konflikte auch innerhalb des Netzes, wenn Nachrichten zwar an unterschiedliche Senken adressiert sind, intern streckenweise jedoch denselben Weg benötigen. Während interne Konflikte in blockierungsfreien oder rearrangierbaren Netzen vermieden werden können, sind Ausgangskonflikte verkehrsabhängig und können daher durch topologische Maßnahmen nicht umgangen werden. Seite 43 Klassifizierung indirekter Netze Indirekte Verbindungsnetze können einstufig (s = 1) oder mehrstufig (s > 1) sein. Beispiele für einstufige indirekte Netze sind das Crossbar Netz und das einstufige Shuffle- Exchange Netz. Mehrstufige Netze werden auch als Multistage Interconnection Networks (MINs) bezeichnet. Verbindungsnetze, in denen genau ein Weg von jeder Quelle zu jeder Senke existiert, werden als indirekte Einpfadnetze bezeichnet. Existiert mehr als ein Weg, so handelt es sich um indirekte Mehrpfadnetze. Seite 44 22

23 Verhalten eines Crossbar Netzes Das Crossbar Netz (such Kreuzschienenverteiler oder Koppelvielfach) ermöglicht beliebige blockierungsfreie Permutationen (auch Multicast und Broadcast) ohne Rekonfiguration. Der Verteiler besteht aus horizontalen und vertikalen Bussen. An jedem Kreuzungspunkt (Koppelpunkt) befindet sich ein Schalter durch den der horizontale mit dem vertikalen Bus verbunden werden kann Koppelpunkt Die eingezeichneten Verbindungen zeigen eine Permutation von Eingang k zu Ausgang (k+1)mod Crossbar mit 4 Ein- und Ausgängen Seite 45 Einsatz von Crossbar Netzen Dieses einstufige und indirekte Netz findet aufgrund der hohen Leistungsfähigkeit und der hohen Regularität in sehr schnellen Systemen und als Baustein mehrstufiger, hierarchischer großer Netze Verwendung Insgesamt sind jedoch E A Schalter erforderlich, so dass die Netzgröße aufgrund der hohen Hardwarekomplexität und aus Kostengründen begrenzt bleibt. Die eingezeichneten Leitungen zeigen Multicast-Verbindungen von Eingang 0 nach 0 und 3 sowie von Eingang 3 zu den Ausgängen 1, 2, 4 und Crossbar mit 4 Ein- und 6 Ausgängen Seite 46 23

24 Selbstroutendes paketvermittelndes Crossbar Netz In einem selbstroutenden paketvermittelnden Crossbar Netz wird ein am Eingang eintreffendes Datenpaket in einem Eingangspuffer zwischengespeichert. Die Routinginformationen dieses Paketes werden an eine zentrale Steuerlogik weitergeleitet. Diese Steuerlogik entscheidet, welche Pakete aus dem Puffer im nächsten Schritt an die Ausgänge weitergeleitet werden und löst somit die Ausgangskonflikte auf. Eingangsinformationen Steuerlogik Steuerung der Router Eingänge Puffer Ausgänge Seite 47 24