基于輸出端包保序的交換網(wǎng)絡架構研究.pdf

1、由于互聯(lián)網(wǎng)的快速普及和各類數(shù)據(jù)業(yè)務的飛速發(fā)展，核心骨干網(wǎng)絡中的交換節(jié)點需要交換的流量越來越大。Crossbar結(jié)構、共享緩存結(jié)構等傳統(tǒng)的單級交換結(jié)構，由于其可擴展性差已經(jīng)不能滿足大容量交換的要求。為了設計大容量可擴展的交換設備，業(yè)界主要使用多級交換結(jié)構。多級交換結(jié)構中的Clos結(jié)構憑借其良好的可擴展性能，成為了高速大容量交換的首選結(jié)構。
　　本文首先簡要介紹了各種類型的交換結(jié)構，之后根據(jù)當前交換系統(tǒng)的發(fā)展要求，提出了基于輸出端包保

2、序的交換架構。該交換架構采用三級緩存型(Memory-Memory-Memory，MMM)Clos網(wǎng)絡。為了解決中間級緩存帶來的信元亂序問題，本文采用控制亂序程度，在最后的輸出級進行信元排序和包保序的方法。控制亂序程度主要有兩種手段：第一，采用令牌調(diào)度，減少去往同一個輸出端口的不同數(shù)據(jù)流在交換結(jié)構中的沖突概率，第二，采用動態(tài)路由和鏈路級的負載均衡機制，將流量均攤到不同模塊中從而降低了交換單元內(nèi)沖突的概率。實現(xiàn)包保序的方法是為每個數(shù)據(jù)流設

3、置期望值，只有完整接收的與期望值相同的數(shù)據(jù)包才能進行包重組。如果等待重組的時間超過了特定等待門限，就認為數(shù)據(jù)包中的信元部分丟失，需要更新期望值來重組下一個數(shù)據(jù)包。
　　為了保證整個交換系統(tǒng)的可靠性和容錯能力，本文為該交換架構設計了流量控制機制和鏈路故障下基于捆綁連接的負載均衡方案。流量控制機制可以在網(wǎng)絡出現(xiàn)擁塞時降低進入到交換架構的流量。而鏈路故障下基于捆綁連接的負載均衡方案可以根據(jù)當前的鏈路條數(shù)來動態(tài)調(diào)節(jié)輸入流量。
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