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分组交换系统中的共享缓存管理策略的研究

许应新  
【摘要】:近年来通信技术以及网络各种应用都在的飞速的发展,人们对网络的依赖也越来越大。路由器已成为网络交换的核心,它的处理速度对互联网发展有很大的影响。如何使它对网络中传输分组的转发速率与网络底层传输链路的速率相适应,最大化满足新一代因特网的发展需求,是现阶段路由器面临的主要问题。路由器体系结构也在不断的变化,从传统的基于普通计算机的总线型结构到基于Cache转发带智能线卡的总线型结构,再到现在的基于Crossbar的路由器结构。体系结构的每一次变革,带来了路由器性能的不断提高。目前路由器内部的物理结构基本上能满足网络发展的要求,但基于路由器本身的缓存管理将成为路由器性能进一步提高的瓶颈。由其是近年来网络用户的不断增多以及多媒体数据的不断增大,缓存管理对网络发展的制约将越来越明显。因此,为确保路由器满足不断发展的网络,高效可行的缓存管理策略是必不可少的。 所谓缓存管理策略是指在每一个交换设备中,网络中的每一种传输流都将分配一定量的缓存空间,当所分配的空间占用完后,新到达的传输分组将会被丢弃。目前研究者们对共享缓存管理策略研究较多,这方面也有比较多研究成果。这种策略应用于两种交换环境,一种是单入多出的交换模型,此模型应用于线卡。另一种是多入多出的交换模型,此模型属于端口共享交换系统。而本文采用多入多出的共享交换系统作为交换模型,对共享缓存管理策略展开了进一步的研究,本文的主要内容如下: 首先介绍几种当前现有的交换结构以及基于共享缓存交换平台的几种典型的共享缓存管理策略,并分析它们为交换系统带来的影响,以及它们的缺陷和不足。其次针对现有的共享缓存管理策略的不足,提出了短分组优先的动态阈值策略,并对此策略展开讨论,利用opnet网络仿真软件对此策略进行仿真,证明此策略的优越性。 最后搭建逻辑功能验证平台,对新提出的短分组优先的动态阈值策略(SPBDT)进行RTL级仿真,在此平台上测试系统的丢包率,将所得结果进行详细的分析。


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