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基于最高优先级调度的iSLIP算法

杨强  
【摘要】: 交换结构(switch fabric)作为交换机和路由器的核心,如何在保证服务质量(Quality of Service)的前提下提供高转发速率,是近年来网络研究的一个热点和难点问题。交换结构的调度算法负责将输入端口的信元通过交换内核发送至输出端口,所以它在提高交换设备的带宽利用率及服务质量保证方面起着关键性作用。 论文首先介绍了交换机的排队结构和交换结构,重点描述了在实际中应用较广的输入排队结构以及交叉开关(Crossbar)交换结构。然后对Crossbar交换结构中的调度算法进行了综述,分别介绍了支持尽力而为服务的Crossbar调度算法和支持QoS的Crossbar调度算法;其后,重点对著名的iSLIP(Iterative Serial Line Interface Protocol)算法进行了描述,并对其进行性能分析。 针对工业环境中存在部分数据可能需要“迫切”传输,文中探讨了在iSLIP算法中将最高优先级的数据优先调度,并提出针对最高优先级的信元通过一个“实时通道”进行传输的构想,从而进一步降低信元传输时延,达到了“实时性”目的。 文中对以上构想进行了新的算法设计,并进行复杂度、吞吐量、传输延迟等性能参数的分析计算,且与优先级iSLIP算法进行典型性能对比。尤其比较了最高优先级的信元在优先级iSLIP算法和上述构想中的传输延迟。通过理论分析证明该构想能够在不较严重影响其它业务性能的前提下,可以进一步降低最高优先级业务的时延。当然,对该构想的不足之处也进行了探讨。 论文的最后使用SIM仿真软件对提出的构想进行仿真实验,通过模拟不同流量模型下、不同端口数目的交换机的运行过程得到仿真数据。对优先级iSLIP算法也进行了仿真。最后,通过对仿真结果进行的比对,验证了与理论分析的一致性。


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