基于双轮转指针的输入与交叉点联合排队型(CICQ)交换结构调度算法

CICQ交换结构因具有良好的分布式调度特性而成为构建太比特(Tbs)级以上交换机的一种理想选择.轮转型调度算法因硬件实现的简单性而得到广泛的研究,尽管此类型的调度算法在均匀流量下具有较高的吞吐率,然而在非均匀的流量下其性能则明显下降.指出了已有轮转型算法在非均匀流量下性能下降的原因,提出了一类基于双指针的轮转型调度算法,即每个输入调度器均有两个轮转指针(主指针和辅助指针).主指针对应的队列具有最高的调度优先级,算法可以根据各个队列的状态动态决定何时更新主指针,当主指针对应的队列被流控机制阻塞时,将根据辅助指针依次公平服务其他队列.实验结果表明,基于双指针的调度算法可以显著提高CICQ交换机在非均匀流量下的性能.

基于交叉点缓存状态的CICQ调度算法

针对现有的联合输入交叉点排队(CICQ)调度算法在设计时未充分利用交叉点缓存状态信息的问题,提出一种CICQ状态堆调度算法。该算法分布式地运行于CICQ结构的各个输入端口和输出端口。仿真结果表明,在均匀或非均匀流量模型下,基于该算法的CICQ结构都能获得与输出排队结构相当的性能,且具有较高的时延。

CICQ交换结构的调度算法研究

研究了基于缓冲交换结构的各种调度算法,并基于CICQ(combinedinputandcrosspoint-queued)的交换结构提出LQF_LQF算法.仿真结果说明该算法在均匀分布和突发业务源的情况下都能近似达到输出排队的时延性能.

CICQ交换机中一类服务可保障的调度策略研究

具备QoS保障能力的快速调度算法是高速交换机的首选.基于EPFTS(Ethernet-oriented physical frame timeslot switching)和CICQ(combined input-crosspoint-queued)交换技术的特点,提出了一类新的调度策略———TRWFS(ti meslot reservation weighted fair scheduling).为确保各端口对上保障业务的预留带宽,TRWFS以各端口对上保障业务预留时槽数为调度权重,以优先调度保障业务和平衡各保障业务的盈余时槽(surplus timeslot,定义为现实系统和理想系统之间的服务差额)为业务调度准则.基于该调度策略进一步提出了两种实现算法———TRWFS-I和TRWFS-II,总体上使实现TRWFS的时间复杂度降至O(1).性能分析和仿真实验结果均表明两种调度算法都达到了服务保障的设计目标,仿真实验结果还表明CICQ排队方式下与其他调度算法相比,TRWFS和轮询调度综合的调度机制具有交叉缓存容量要求更低的优点.

基于CICQ的新型并行交换结构研究

提出一种基于CICQ的支持区分服务的分布式并行分组交换结构(CDPPS,distributed CICQ based diffServ supporting parallel packet switch)。通过使用多个低速交换设备来构建支持区分服务的并行分组交换,CDPPS解决了在高速环境下构建可行的区分服务调度问题。由于可以在不做任何改动的情况下将CICQ结构作为中间层平面,提高了现有资源的利用率。采用全分布式的调度算法,CDPPS避免了系统的通信开销,降低了硬件实现复杂度。理论分析和实验仿真表明,CDPPS能为各类业务提供满意的服务质量。

基于标识支持区分QoS的CICQ调度机制

为了在高速环境下对不同业务提供更好的区分服务质量QoS(quality of service)保障,将标识的概念引入交换结构,提出一种基于标识支持区分QoS的CICQ(combined input and cross-point queued)调度机制.该机制采用基于标识和预约带宽约束的流控机制,以业务类为单位管理网络数据流,保证了交换对高层不同业务类的有效支持,理论分析和仿真实验一致.这表明该机制具有良好的时延性能,在过载情况下根据预定带宽分配输出链路带宽,保持了各业务类的相对公平性.

一种基于CICQ支持区分QoS的新型并行交换系统解决方案

在对现有的PPS机制分析研究的基础上,提出一种基于CICQ支持区分QoS的新型并行交换系统PSVIOQ-CICQ解决方案。该方案设计中采用虚拟队列技术,输入缓存设置成N个VOQ,与负载均衡器协同完成负载均衡分配,输出缓存设置成N个VIQ,与分组整合器协同完成信元的按序转发并提供QoS保障。仿真表明PSVIOQ-CICQ具有较好的公平性和负载均衡性,整体达到了设计目标要求。

一种基于CICQ支持区分服务质量的分布式动态双轮询调度算法

为了在高速交换中提供具有服务质量保证的调度器,基于联合输入交叉点排队交换结构提出了一种支持区分服务质量的分布式动态双轮询调度算法.分布式双轮询调度算法不仅能有效处理不同业务类的突发数据,比较迅速地缓解网络的拥塞状况,具有良好的时延性能,而且又保持了各优先业务类的相对公平性,能够更好地支持区分服务,从而实现服务质量保障.

CICQ结构中逼近work-conserving的分组调度算法

联合输入交叉点排队(CICQ)结构的分组调度算法是一个得到了充分研究的领域,但已有算法在吞吐率和分组平均时延方面与输出排队(OQ)的结果相比,依然不够令人满意,其关键在于OQ交换机可以工作于work-conserving状态。不同于已有的研究,本文提出了以使得交换机最大程度工作于work-conserving状态为目标的新的研究思路,给出并证明了CICQ交换机实现work-conserving状态的充分且必要条件。以此为基础,提出了一种新的CICQ输入调度的算法即交叉缓存队列均衡(CQB)算法,并将经典的最大队长优先(LQF)算法用于输出调度,结合得到CQB-LQF算法。仿真结果显示,与经典的及最新的CICQ分组调度算法相比,CQB-LQF算法显著提高了吞吐率及分组平均时延性能。