大容量分組交換體系結(jié)構(gòu)及調(diào)度算法.pdf

1、路由器作為互聯(lián)網(wǎng)的最重要的設(shè)備之一，其關(guān)鍵技術(shù)一直是業(yè)界和科研院所的重點(diǎn)研究內(nèi)容。由于存儲(chǔ)器訪問速率的限制，當(dāng)前的高性能路由器一般都采用交換式的結(jié)構(gòu)。本文主要對(duì)高性能路由器中負(fù)責(zé)交換的交換結(jié)構(gòu)及負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)的調(diào)度算法進(jìn)行了研究。 由于并行分組交換可以使用低速工作的緩存構(gòu)造高速交換結(jié)構(gòu)，并且具有較好的擴(kuò)展性，因此成為下一代高速路由器和交換機(jī)設(shè)計(jì)中有價(jià)值的交換方案。本文研究了目前一種已經(jīng)存在的傳統(tǒng)并行分組交換結(jié)構(gòu)，分析了其信元阻塞率過高

2、的結(jié)構(gòu)缺陷。在此基礎(chǔ)上，提出了一種改進(jìn)的并行分組交換結(jié)構(gòu)，同時(shí)根據(jù)組合數(shù)學(xué)中的非平衡區(qū)組設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)出端口與交換模塊之間連接函數(shù)的具體實(shí)現(xiàn)過程。改進(jìn)型結(jié)構(gòu)相鄰單元連接函數(shù)正交，通過計(jì)算證明，該結(jié)構(gòu)能夠有效防止相關(guān)信元分組通過相同路徑進(jìn)行交換，顯著降低信元阻塞概率。 輸入隊(duì)列因具有良好的可擴(kuò)展性而廣泛應(yīng)用于高速交換結(jié)構(gòu)和路由器中，但輸入隊(duì)列需要精心設(shè)計(jì)調(diào)度算法以獲取較好的性能。iSLIP (iterative SLIP) 算法因

3、其簡單性和并行性而得到廣泛的研究，但現(xiàn)有的iSLIP算法在突發(fā)流量和非均勻流量下的負(fù)荷延遲性能較差。本文針對(duì)突發(fā)業(yè)務(wù)流，提出一種基于幀交換的調(diào)度算法iFONA (iterative Frame Or Not Algorithm)，同時(shí)在基于優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法的思想上，提出了調(diào)度決策雙重門限的概念，并且根據(jù)其設(shè)計(jì)出雙門限循環(huán)調(diào)度算法—iADT (iterative Algorithm with Dual Thresholds)。仿真結(jié)果表明，