基于输入排队的调度算法

基于输入排队(IQ)调度算法的存储器带宽要求较低,因而能很好应用于高速路由器中。该文讨论了目前基于IQ的调度算法,对该领域的成果进行了较全面的总结,对当前研究的新进展进行了重点分析和比较,为进一步的研究提出了新的课题和思路。

高速IP路由器中输入排队调度算法综述

高速IP路由器一般采用基于定长信元的交换结构,其可扩展性和性能分别受排队策略和调度算法的影响.基于输入排队策略的路由器具有良好的可扩展性,但需要一个有效的调度算法的支持,才能保证吞吐率和延迟等性能.主要讨论输入排队调度算法,将现有的调度算法分为4类:最大(无权重)匹配、最大权重匹配、稳定婚姻匹配和确定型调度.对每一类算法,从技术特点和性能指标两个方面进行比较和分析.最后给出了输入排队调度算法的发展趋势.

队列长度加权服务的输入排队交换结构匹配算法

针对输入排队交换结构调度问题,提出了队列长度加权服务匹配的思想.基本思路是匹配求解基于实现极大匹配的并行迭代算法,但对于每一个输入输出匹配,一次可以保持超过一个时隙的一段时间,其长度为对应的虚拟输入队列长度的加权函数.依据这一思想,设计了一种基于轮转仲裁器的队列长度加权服务匹配算法.通过实现复杂性的分析与性能评估,给出了优选的权重函数.所提方案以极大尺寸匹配算法近似的复杂性,取得与极大权重匹配算法近似的性能,在非均匀流量模式下也能达到接近100%的吞吐效率,明显优于iSLIP和EiSLIP算法,适合于高性能输入排队路由器的应用.

一种公平输入排队调度算法

输入排队交换结构以其良好的可扩展性被越来越多的高速交换机和路由器所采用。当前的调度算法大都以牺牲公平性来换取最大的吞吐量。但随着对QoS支持的要求增强,适用于输入排队交换结构的高效、公平的调度算法成为迫切需要解决的问题。该文提出了一种具有公平性保证的基于虚服务量的公平调度算法。理论分析和计算机仿真都表明算法在信元时延和公平性方面都能提供较好的保证。算法还具有与iSLIP相同的较低通信开销,以及和iLQF相同的算法复杂度。因此,算法具有较好的实用性。

输入排队中抢占式的短包优先调度算法

调度算法决定了输入排队交换结构的性能.本文根据Internet业务特征提出调度算法应保证短包的高优先级和低延迟.已有包方式调度中,长包信元的连续传输将造成短包长时间等待.为解决该问题,本文设计了一种低复杂度抢占式交换结构,并提出了相应的抢占式短包优先调度算法(P SPF) .短包优先可减小TCP流的RTT ,并由此提高TCP之性能.通过排队论分析和实际业务源模型下仿真可知P SPF取得短包近似为零的平均包等待时间,同时达到94 %的系统吞吐量.

匈牙利算法在输入排队调度仿真中的应用研究

匈牙利算法是图论中完成二分图匹配的经典算法之一。输入排队的Crossbar调度算法是以获得交换机的输入端口和输出端口最大匹配,从而得到高吞吐量为目的。因而在调度算法理论研究中应用了二分图最大匹配的MaximumSizeMatching(MSM)和MaximumWeightMatching(MWM)算法成为各种调度算法性能的评价标准。文中介绍了匈牙利算法在输入排队调度算法仿真中的应用,并且得出相应典型算法的性能仿真曲线,从而为进一步研究调度算法打下理论基础。

iRSDRR:一种全异步的基于输入排队Crossbar交换结构的调度算法

DRR(DualRound-Robin)[1]调度算法是一种公平、高效、硬件实现简单的基于输入排队Crossbar交换结构的信元调度算法。为了进一步改善这种算法的性能,该文提出了一种全异步的多次迭代DRR算法,即iRSDRR(iterativeRo-tatingStaticDualRound-Robin)。该算法在开始时,将所有的输入、输出仲裁器的指针全部设置为异步的,以后每个时隙静态地更新所有的仲裁器的指针。仿真结果表明该算法在不同业务流条件下的性能都优于DRR调度算法。

输入排队结构交换机分组调度研究

以决定分组调度算法的交换结构为基础,从协调,减少和隔离输入排队交换结构中输入输出竞争裁决冲突的角度,分别讨论了VOQ,CIOQ,CICQ结构中的分组调度问题,并以当前最新的调度算法为例加以说明,进行了定性分析和定量对比,指出了具体有待研究的问题。随后讨论了最近才开始研究的光电混合结构中的分组调度问题。最后从交换结构和算法两个方面探讨了今后的研究方向和发展趋势。

输入排队Crossbar架构下的矩阵模型及MM-LQF调度策略

输入排队Crossbar交换是高性能交换设备最为常用而关键的技术之一.本文建立了IQ-Crossbar架构下的矩阵模型,给出了IQ-Crossbar的状态矩阵、队长矩阵、到达矩阵和匹配矩阵的数学定义,并通过分析IQ-Crossbar的信元排队机理,提出和证明了队长矩阵迭代定理和状态矩阵迭代定理.该矩阵模型为分析IQ-Crossbar架构下的调度算法提供了理论依据.基于所建立的矩阵模型,在分析现有LQF调度算法优缺点的基础上,本文提出了一种新的调度策略MM-LQF,该策略的运算效率是LQF的3.72倍,支持的端口门限速率是LQF的2.35倍,在贝努利均匀流量重载条件下平均时延是LQF的1/2;在贝努利Diagonal流量条件下吞吐率为100%.

Gigabit路由器中变长分组输入排队的神经网络调度

高速有效的分组调度算法是影响路由器性能的关键。该文基于神经网络,提出了一种输入排队的变长分组调度算 GigabitHopfield法,并给出了调度系统的结构。模拟运行显示该算法是高效的。同时提出了硬件实现的电路模型,以利于该算法的实际应用。

多重工作休假的Geom/Geom/(Geom/Geom)/H双输入排队系统

本文研究多重工作休假的Geom/Geom/(Geom/Geom)/H双输入排队的问题.利用Markov链及矩阵几何解的方法,获得所研究的模型,建立稳态概率满足的方程组,进而推导出稳态队长分布、服务台消失的概率,推广了排队系统的模型及相关的结果.

输入排队调度算法仿真验证平台的设计与实现

描述了一个输入排队调度算法的软件仿真验证平台的设计与实现,通过该平台可以真实有效地验证各种输入排队调度算法。设计过程中使用了面向对象技术,依据实际系统功能建模,数据流在仿真过程中贴近实际处理过程且便于观测。在该平台中,集成了几种特定业务源和用于性能比较的多种典型调度算法,这使得调度算法的验证更加灵活客观。

一种新的输入排队crossbar的公平调度算法

本文提出一种新的输入排队crossbar调度算法——WMFS(weightedmax -minfairscheduling)算法 ,可以为各个竞争的流提供近似的归一化公平服务 ,保证了带宽分配的加权max- min公平性 .另外 ,仿真结果表明在均匀业务流到达情况下 ,WMFS具有 1 0 0 %的吞吐量和良好的时延性能 .

宽带路由器输入排队调度策略的综合研究

1 引言输入调度策略可以分成输入排队的调度策略和输出排队的调度策略.长期以来,人们一直认为输入排队的调度策略性能比较差,因而对输出排队的调度策略进行了大量的研究.但是,输出排队的调度策略要求输出端的接口速率是输入端的N倍(N是端口数量),否则就会出现大量丢包的情况.随着输入端口速度的不断提高和输入端口数量的增多,输出排队的调度策略已经不能满足高速交叉开关的要求.

一种输入排队交换结构的自适应包切分策略

针对传统的输入排队交换结构的数据包切分策略带宽利用率低、灵活性差等缺点,提出一种自适应包切分策略。新策略利用集中式调度的同步特性,在调度过程中通过输入端的队列状态来确定切分单元的大小,并动态调整算法匹配时间,有效地减少了填充字节和系统所需加速比。仿真分析表明,与现有的包切分策略相比,采用自适应策略的交换结构更能适应实际网络环境,且具有良好的时延性能。

ATM网络中的输入排队信元调度研究

ATM交换单元采用的输入排队由于存在队头阻塞严重影响了吞吐率,并且信元丢失率也很大。该文使用神经网络对队列中的信元进行合理调度,大大提高了吞吐率并减少了信元丢失。

基于输入排队的高速交换调度算法研究

高速交换网络一般采用基于定长信元的交换结构,其性能决定于排队策略和信元调度算法.输入排队策略只有和一个有效的调度算法相结合,才能保证交换结构具有良好的吞吐率和时延等性能.主要阐述了基于VOQ的最大数量匹配算法,最大权重匹配算法,稳定结合算法,神经网络算法等输入排队调度算法,分别从技术特点,性能指标和实现复杂度等多个方面进行比较和分析.分析了分布式和集中式两大类调度算法的工作方式,并根据各类算法的特点提出,神经网络算法可以通过定义其优先级函数实现其余各类算法.

高性能交换结构中的输入排队调度算法综述

文章对各种输入排队调度算法进行了比较详细地分析,并着重对算法的吞吐量、稳定性、公平性、延迟控制、组播支持等方面进行了分析,同时对各种输入排队调度算法作了总结并且指出了进一步研究的方向。

在CICQ交换结构下实现分布式的输入排队DRR分组公平调度

传统的基于crossbar的输入排队交换结构在提供良好的QoS方面存在很大的不足,而CICQ(combinedinputandcrosspointbufferedqueuing)交换结构与传统的交换结构比,不但能在各种输入流下提供接近输出排队的吞吐率,而且能提供良好的QoS支持。基于CICQ结构,提出了在输入排队条件下实现基于流的分布式DRR分组公平调度算法的方案,并通过仿真验证了这一方案的有效性。

基于Crossbar的高性能输入排队调度算法对比分析

讨论了高速交换技术中排队调度策略主要输入排队调度算法。从高速网络发展研究的角度出发,基于Crossbar交换结构的高性能输入排队调度算法进行了比较;对该领域的最新研究进展进行了分析,提出了新的研究方向。