EPFTS交換調(diào)度算法仿真與性能分析.pdf

1、針對下一代Internet網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)要求精簡高效的特點，四川省網(wǎng)絡(luò)通信重點實驗室提出了“單物理層用戶數(shù)據(jù)傳輸與交換平臺體系結(jié)構(gòu)(SUPA)”，采用帶外信令控制思想將Internet現(xiàn)有的協(xié)議棧保留在其“信控管理平臺”上，以保持與。Internet的互聯(lián)互通能力，而利用“面向以太網(wǎng)的物理幀時槽交換(EPFTS)技術(shù)”將數(shù)據(jù)鏈路層的分幀與轉(zhuǎn)發(fā)功能同復(fù)用功能合并到物理層中，由此將用戶數(shù)據(jù)傳輸與交換平臺簡化為單物理層結(jié)構(gòu)，這正是本文的研究背景

2、。 本論文中反映的研究工作是用戶平面中與交換結(jié)構(gòu)和交換機制相關(guān)的服務(wù)質(zhì)量保障技術(shù)——EPFTS中的隊列調(diào)度算法，研究的重點是受配額約束的多優(yōu)先級業(yè)務(wù)隊列調(diào)度策略以及為降低傳統(tǒng)交換結(jié)構(gòu)及其相應(yīng)調(diào)度算法的復(fù)雜性研究適合EPFTS環(huán)境的交換轉(zhuǎn)發(fā)核心。 論文首先描述了在輸入排隊與輸出排隊下相應(yīng)調(diào)度算法的原理，并通過仿真實驗分析各自的特性。然后針對業(yè)務(wù)流的服務(wù)質(zhì)量需求引入優(yōu)先級類別并改進(jìn)了相應(yīng)的調(diào)度算法，結(jié)合仿真實驗的結(jié)果提出了一

3、種受配額約束的多優(yōu)先級業(yè)務(wù)隊列調(diào)度策略。受配額約束的多優(yōu)先級業(yè)務(wù)隊列調(diào)度策略針對傳統(tǒng)的嚴(yán)格優(yōu)先級隊列調(diào)度算法對低優(yōu)先級業(yè)務(wù)完全不公平的缺點，結(jié)合EPFTS交換環(huán)境中服務(wù)質(zhì)量協(xié)商階段定義的規(guī)則等因素，為每個優(yōu)先級業(yè)務(wù)分配一定的配額，規(guī)定各種優(yōu)先級業(yè)務(wù)都不能超過其配額，否則超過配額部分的業(yè)務(wù)量不能得到其服務(wù)質(zhì)量要求的保障。本文通過模擬試驗詳細(xì)分析了各種業(yè)務(wù)流在不同的配額下調(diào)度算法的性能，為EPFTS交換機制的研究提供了一定的參考。另外本文也

4、簡單模擬分析了網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流的自相似特性對調(diào)度算法的性能影響。為降低傳統(tǒng)Ⅳ×Ⅳ交換結(jié)構(gòu)及其調(diào)度算法的復(fù)雜性，最后本文基于輸入與輸出排隊下調(diào)度算法各自的優(yōu)勢提出了一種多輸入單輸出復(fù)用直通前傳結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)將N×N的復(fù)雜度降低到N×1，避免了輸入排隊調(diào)度算法在輸入輸出端口對之間進(jìn)行的多次匹配，并且通過引入少量的高速緩存提高了系統(tǒng)的吞吐率。 論文中作者的主要工作與貢獻(xiàn)可以概括為： ①詳細(xì)描述了輸入排隊與輸出排隊下的隊列調(diào)度算法原理，

5、并對已有的典型算法進(jìn)行仿真實驗，通過實驗結(jié)果對比分析其主要性能參數(shù)； ②針對不同業(yè)務(wù)的不同服務(wù)質(zhì)量需求，同時為了解決嚴(yán)格優(yōu)先級調(diào)度算法存在的公平性缺陷以及針對EPFTS交換環(huán)境中服務(wù)協(xié)商階段定義的規(guī)則等因素，提出了一種受配額約束的優(yōu)先級調(diào)度算法。針對為各種業(yè)務(wù)流分配不同的配額，仿真得到了在不同配額下各種優(yōu)先級業(yè)務(wù)的時延特性，為提高調(diào)度系統(tǒng)的總體性能提供了一種參考； ③針對網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流的自相似特性，本文采用流疊加法建立仿真模

6、型仿真網(wǎng)絡(luò)流量的自相似性。在不考慮業(yè)務(wù)的優(yōu)先級特征下，仿真自相似性對調(diào)度算法的影響，并與同等條件下的泊松過程結(jié)果進(jìn)行對比分析； ④為了降低N×N交換結(jié)構(gòu)的設(shè)計復(fù)雜性，提出了一種多輸入單輸出復(fù)用直通前傳結(jié)構(gòu)(NISO-MEFS)，該結(jié)構(gòu)將復(fù)雜性降低到N×1，而且避免了輸入排隊調(diào)度算法要求輸入輸出端口對之間進(jìn)行的匹配，縮短了數(shù)據(jù)的等待時延，大大降低了調(diào)度算法實現(xiàn)的復(fù)雜度，同時又避免了輸出排隊對交換核心高加速比的要求，提高了系統(tǒng)的吞吐