源于英文名Torus,对于n维的环状网络又称为ND Torus。早期的环状网络起源于令牌网中。后来随着节点数增多等挑战,人们通过增加维度的方式来提高其网络通信性能。多用于片上网络上的多处理器互连和超算中的多节点互连。
一般来说,-维环网是拥有
个维度的多维立方体结构,由
个节点构成,其中
表示第
维的节点数。环上的每一个节点都可以用一个
维向量
表示,
;节点
与节点
相连接的条件是存在
使得
,而对所有的
,有
。二维环网及三维环网结构见图1、图2。
在超算领域,国际上超级计算机500强(TOP500)列表中,许多超级计算机都使用了三维环网。在超算网络设计中,这样的拓扑可以实现较低的成本,但由于容易出现单条链路多路复用的问题,相较于胖树等高成本拓扑结构,性能得不到完美保证。常见的例如,美国国际商业机器(IBM)公司的Blue Gene/L和Blue Gene/P,以及Cray XT3;日本富士通公司的称为Tofu的六维环网。
在片上多核处理器设计中,这种拓扑结构与物理结构设计非常匹配。在低尺寸的情况下,其具有均匀短的导线,不需要中继器即可实现高速操作,从而延迟要低得多,吞吐量要高得多。