具有節(jié)點緩存的交換結構性能研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域和客戶人群的擴大，業(yè)務需求的不斷推陳出新，以及網(wǎng)絡業(yè)務復雜性的大幅度增加，提高網(wǎng)絡交換設備的應用性能和數(shù)據(jù)處理能力的需求日益迫切。Crossbar交換結構具有調度算法簡單和性能良好的特點，該結構迅速成為交換結構的中堅力量，廣泛應用于網(wǎng)絡核心層的業(yè)務支撐。Crossbar交換結構有Bufferless Crossbar和Buffered Crossbar兩種結構。Buffered Crossbar可以分離信元輸入和輸出

2、端口，輸入端口和輸出端口的信元調度是相互獨立的，在犧牲一些緩存空間的硬件開銷的條件下可以提供更加優(yōu)良的數(shù)據(jù)交換能力，在片上系統(tǒng)上應用更為廣泛。一個性能良好的交換結構應該在最大化系統(tǒng)性能的同時有效降低硬件開銷和提高緩存使用率。
　　Buffered Crossbar交換結構內(nèi)部整體緩存空間大小與交換結構的端口數(shù)目的平方N2成正比，這在高速交換網(wǎng)絡中的硬件實現(xiàn)帶來了一定困難。網(wǎng)絡中實際流量是不均勻分布的，某些交叉節(jié)點上的緩存空間使用率

3、較低。本文的研究重點是一種帶共享緩存的Buffered Crossbar(BCSB)交換結構，它為每個輸入端口提供一定的共享緩存空間，可以有效降低交換結構的硬件開銷，并且提高緩存使用率。首先，文章對交換結構的發(fā)展背景進行系統(tǒng)的闡述，并著重分析了CICQ交換結構特點以及相關算法研究，研究了CICQ交換結構中交叉節(jié)點上獨立緩存空間大小對系統(tǒng)整體性能的影響；其次，介紹了帶共享緩存的Buffered Crossbar結構的整體構成，分析了這種結

4、構進行信元交換的詳細過程。本文研究的重點是基于帶共享緩存的Buffered Crossbar結構中調度算法，是在無共享緩存Buffered Crossbar結構中使用的算法的基礎上，針對該結構的特點進行了一定的改進，并提出SSF-LSF算法，仿真證明算法在自相似業(yè)務流量中具有良好的時延以及吞吐率性能。
　　最后，對多播信元調度的算法進行了相關研究，先對已有的算法做了簡單總結和分析，分別從信元分派、輸入端口信元調度和輸出端口信元調度