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.

高性能交换体系结构及其调度算法分析

目前在高速路由器和交换机等网络互联的核心设备中都采用了交叉开关机制 (Crossbar) .交叉开关机制在现有的CMOS工艺下已经能够实现 1Terabit/s的交换速率 .这种交换结构是路由器和交换机的核心模块 .为了保证其交换性能 ,需要实现高效率的调度算法 .文章以当今高速网络技术的相关研究为背景 ,综述了高速路由器研究领域中的交换结构及交叉开关机制的调度算法研究 .对于交叉开关机制的体系结构及该研究开展以来所提出的各种主要调度算法进行了对比分析和分类阐述 .其主要贡献在于首次从高速网络发展研究的角度出发 ,对该领域研究成果进行了较完整全面的总结 ;同时对该领域的最新研究进展进行了分析 ,为下一步的研究提出了新的课题和思路 .

带偏射补偿机制的Birkhoff-von-Neumann交换机方案及其性能分析

Birkhoff-von-Neumann(BvN)交换机具有较低的执行复杂度和较高的吞吐量,但无法在业务突发的环境下提供性能保证。为此,提出一种带偏射的BvN(D-BvN)交换机制来增强交换机性能。D-BvN交换机通过平均业务矩阵的BvN分解,为每个虚电路(VC)提供均值带宽保证,同时通过偏射来处理业务突发。其主要思想是利用处于空闲状态的VC的闲置容量处理处于溢出状态的VC的溢出业务。具体地,偏射机制利用空闲VC的闲置容量完成两件事情:一是把溢出业务偏射到其他VC,二是给偏射业务提供到达目的端口的带宽。分析和仿真结果表明,所提方法不仅可以获得接近100%的输入负载吞吐量,而且具有较低的包乱序概率和较小的业务包延时。

高性能交换机最新调度算法分析

随着互连网络规模不断扩大 ,以及各种大数据量传输应用的出现 ,对核心路由器和交换内核的性能要求越来越高。本文综述了交换内核研究领域的发展情况 ,介绍了基于交叉开关内核的各种单播和组播调度算法 ,既回顾了早期的算法 ,又对较新的算法做了阐述 ,以及对这些算法的对比分析 ;同时也对最新发展和研究方向做了一下讨论。

一种基于重端口的CICQ交换机方案及行为分析

为了使交换机保证服务质量并提高交换速率,提出了一种新型组合输入交叉点排队(CICQ)的交换结构,并运用理论证明的方法分析了它的性能.分析结果表明,重端口数为2的CICQ交换结构能在无需内部加速的情况下精确地模仿输出队列交换机,从而解决了服务质量与交换速率之间的矛盾.

高性能组合输入交叉点排队交换机

运用非稳定虚拟输出队列和非稳定交叉点缓存的概念,提出了基于优先级轮询方案的组合输入交叉点排队方案,并通过数值仿真,详细研究了该方案的时延性能和稳定性能.仿真结果表明,在非均匀分布业务源的情况下,优先级轮询方案比普通轮询算法具有更好的平均时延性能和稳定性能.该研究成果为设计交叉点缓存交换机提供了理论依据.

基于标识支持区分QoS的PPS调度机制

在对现有并行分组交换(PPS)分析的基础上,将标识的概念引入交换结构,提出了一种基于标识支持区分服务质量(QoS)的PPS调度机制.该机制以业务类为单位管理网络数据流,采用按序排队的思想解决保序问题,在汇聚模块设置少量缓存,采用双指针轮询算法实现区分QoS保障,保证了交换对高层不同业务类的有效支持.仿真实验结果表明,该机制在满负载情况下可获得高达99%以上的吞吐率,在过载情况下根据预定带宽分配输出链路带宽,确保分组具有时延的上界,能够比较均衡地将负载分配到各中间交换平面.