高性能并行分组交换结构的研究

随着高速宽带通信网络的发展,网络设备的交换能力正成为制约现代网络发展的主要瓶颈之一.并行交换结构能够极大提升网络设备的交换能力,使网络设备拥有更高的交换容量和交换速率,以支持更多的网络业务.本文从交换结构模型的角度较深入的研究了高速路由器调度算法,并在基于参考交换结构和库存论原理对并行分组交换(PPS)结构稳定工作进行定义的基础上,分别分析了无输入缓存PPS和带输入缓存PPS稳定工作的充要条件.     

并行分组交换研究综述

随着链路速率和存储器速率发展差距的日益增大,并行分组交换逐渐成为构建高速交换系统的一种流行方案.在给出了并行分组交换的基本结构和相关定义的基础上,对近年来国内外并行分组交换的研究方法和技术进行了阐述,包括高速率大容量并行分组交换研究、支持服务质量保证的并行分组交换研究和支持组播的并行分组交换研究.通过分析对比各种已有研究的优缺点,对并行分组交换的下一步研究方向进行了展望.     

并行分组交换中基于分路的分布式负载平衡技术

负载平衡是并行分组交换的一项关键技术,目前已知在高速率查表后应用负载平衡技术可取得良好效果,但在OC768(40Gbps)甚至OC3072(160Gps)下进行包处理工作是很困难的.基于分路包处理和分路负载平衡的思想,提出一种基于分路的分布式负载平衡控制结构和DDPA算法,依据工程设计考虑,还提出基于丢包策略的DDPA算法,对它们的有效性做出证明并定量地计算出其关键参数.     

一种支持变长分组的CIOQ交换结构

在分析了组合输入输出排队结构的基础上,对传统CIOQ(Combined Input—Output Queued)的输出队列进行扩展和在内部交换结构中采用并行传送的方式,实现了交换调度的分布式操作和内部无加速的CIOQ交换;又通过将输出队列的状态信息反压到输入端和在输出端采取基于整包调度的算法,实现了对变长分组的交换,减小了定长信元交换中分组切割和重组的开销。     

PPS的集中和分布式并行分组交换算法分析

集中式并行分组交换算法（Centratized Parallel Packet Switch Algorithm,CPA)和分布式并行分组交换算法（Distribntd Parallel Packet Switch Algoritlun,DPA)是目前并分行分组交换（Parallel Packet Switch,PPS研究中的典型算法,该文对两种算法进行了描述及理论分析和性能比较,作出了两种算法的应用性分析,探讨了DPA算法实现需要继续研究和解决的几个关键问题。     

一种支持单组播集成调度的并行分组交换结构*

针对已有基于单芯片交换结构的单组播集成调度算法在高速链路环境下无法在一个时隙内完成一次调度的问题,提出了一种支持单组播集成调度的并行分组交换结构UMSPPS（Uni-and multicast supported parallel packet switch）。通过动态地调整单播平面数和组播平面数,UMSPPS可以支持任意比例的单组播混合业务。仿真结果表明,在各种比例的单组播业务情况下,UMSPPS的时延总是低于FILM和f SCIA,并且具有最优的总体吞吐率。     

分组交换网络中的调度算法研究分析

该文讨论了分组交换网络中的调度算法,从交换结构模型的角度对现有的调度算法进行了分类和比较,对该领域的成果进行了较全面的总结,对当前研究的新热点进行了重点分析,为进一步的研究提出了新的课题和思路。     

支持QoS的异构并行交换结构研究

不同类型的交换结构具有不同的交换性能。为此,提出一种支持QoS的异构并行交换结构(HPSA),该结构支持3种类型的业务：保障带宽(GB)业务,保障时延(GD)业务和保障丢包(GL)业务。各业务通过HPSA的不同类型平面被交换,从而实现对各类业务的QoS支持。仿真结果表明,HPSA中的GB业务带宽性能、GD业务时延性能及GL业务丢包率性能,均优于它们在基于iSLIP算法的IQ交换结构和基本PPS结构中的性能。     

并行分组交换结构的分析与设计

论文在应用负载平衡条件对并行分组交换(PPS-parallelpacketswitch)结构稳定性进行定义的基础上,分析PPS结构业务分配算法的约束条件以及PPS分层和内部加速比的选取范围,根据分析结果给出一种PPS结构的设计步骤,为PPS结构的实现提供了理论基础。     

高性能交换结构综述

简述交换结构分类,从交换体系结构、调度算法和QoS保证等方面分别介绍了当前研究较多的单级、多级和多平面多级等多种交换网络,并简述这些交换网络的关键要素和研究结果,对比它们的实现复杂度、可扩展性、吞吐率、QoS保证等,指出高速交换结构发展中值得研究的若干问题,为进一步研究高速交换结构提供参考.     

共享缓存分组交换系统中的最佳阈值Pushout策略

提出了一种用于共享缓存分组交换设备的最佳闽值Pushout的缓存管理策略（OTP）。在这个策略巾，缓存区采用共享的方式，而每个输出端口分组调度采用Pushout策略。OTP策略的主要思想是将输出端口按照其队列长度分为括跃和非活跃端口，根据队列长度与端口的话跃程度决定分组的接纳或丢弃。仿真结果表明，OTP策略在多个输出队列的情况下具有较好的公平性和鲁棒性，同时在丢包率方面，OTP策略的分组丢失率接近于SP（Selection Pushout）策略。     

包交换网络群组通信关键技术研究

采用IP组播技术的群组通信将是包交换通信网络中非常重要的一类应用。文章首先描述了基于包交换网络群组通信的特点及要求。然后从基本要求、主要算法和研究进展等方面对群组通信的组播路由、拥塞控制和安全等关键技术进行了概述。最后指出了将来的工作方向。     

GIS空间数据格式并行转换的调度算法

分析了GIS两种常见的空间数据格式（GRID、TIN）并行转换的可行性,并给出了两种基于Cluster结构的并行转换的任务调度算法。其中确定模式的调度算实现比较简单,但在任务的执行有严格的次序;非确定模式的调度算法可以根据任务具体的执行时间确定任务执行的次序。实验表明：在任务分配不均衡时,非确定模式的调度算法效率更高。     

分组交换网络调度算法——SFQ+的研究

分组调度是实现计算机网络QoS保证的核心问题.该文描述了SFQ 分组调度算法,在SFQ算法的基础上引入了DWCS的动态窗函数约束机制,并与传统的SFQ和DWCS算法作了比较,给出了算法的性能评价,对算法的扩展进行了展望.     

宽带QoS路由器体系结构关键问题分析

高速化和多媒体化成为未来网络发展的主要方向,而传统基于总线和中央处理器结构的路由器难以提供高速率和高可靠的端到端服务质量保证,必须对传统的路由器体系结构进行改造,提出分布式路由器的体系结构。该文分析了高速QoS路由器在路由查找、数据交换和阻塞控制等方面存在的问题,并给出了相应的解决方案。     

分布式计算机系统并行调度的探讨

分布式系统中的并行调度一直是一个十分活跃的课题.本文对系统的性能指标和调度技术予以介绍,最后总结了相关研究工作.     

入侵检测系统中应用层协议的并行重组

针对传统入侵检测系统的不足之处,将并行算法引入到应用层报文重组过程,提出了应用层协议自适应外行重组的设计思想。提出了报文并行重组的算法思想、体系结构和实现环境。系统山探测器、任务分配器、重组结点和控制台组成。并行重组过程主要包括Master和Slave两部分,Master程序运行在任务分配器上,负责任务的分配和调度,Slave程序运行在各个重组结点上,完成对链表中报文的重组。试验结果证明了该重组并行方法具有较高的效率和较低的丢包率。