高性能计算机(High Performance Computer)或称为超级计算机(Super Computer)一直是世界各国政府关注的一项重要技术.通信环境对高性能计算机并行计算效率的提高起着重要的影响,其主要组成部分是专用互连网络或者高速局域网.多级互连网络(Multistage Interconnection Network)以其高效、高性价比和配置灵活而得到了广泛的应用.以往针对互连网络性能的研究大多假设通信的模式是均匀的.但是,在并行计算的实际应用中,通信模式往往是不均匀的.虽然互连网络的性能评价是一个广泛研究的题目,但是通过现实应用程序驱动的的研究却不多.不均匀的通信模式对互连网络的其中一个影响是产生热点冲突,从而影响网络的实际带宽.因此有必要探讨并行应用程序中的通信行为,研究这些通信行为对多级互连网络的实际性能的影响.越来越多的应用对计算机系统的可靠性和可用性提出了越来越高的要求,而容错技术是提高计算可靠性和可用性的重要保证.高性能计算机通信环境的容错性,要求互连网络在部分网络元件出现故障时仍然保持高可用性.因此我们将研究的目标放在具备容错能力的两类多级互连网络:通过增加级数和通过改变开关的结构来提供冗余性.该论文提出了一个基于应用驱动的研究框架,并在这个框架下对几种典型的容错多级互连网络的表现进行评价.研究结果发现,改变开关的结构比增加级数能够更有效的提供多级互连网络的容错性能.