基于输入排队的高速交换调度算法研究

高速交换网络一般采用基于定长信元的交换结构,其性能决定于排队策略和信元调度算法．输入排队策略只有和一个有效的调度算法相结合,才能保证交换结构具有良好的吞吐率和时延等性能．主要阐述了基于VOQ的最大数量匹配算法,最大权重匹配算法,稳定结合算法,神经网络算法等输入排队调度算法,分别从技术特点,性能指标和实现复杂度等多个方面进行比较和分析．分析了分布式和集中式两大类调度算法的工作方式,并根据各类算法的特点提出,神经网络算法可以通过定义其优先级函数实现其余各类算法．     

队列长度加权服务的输入排队交换结构匹配算法

针对输入排队交换结构调度问题,提出了队列长度加权服务匹配的思想.基本思路是匹配求解基于实现极大匹配的并行迭代算法,但对于每一个输入输出匹配,一次可以保持超过一个时隙的一段时间,其长度为对应的虚拟输入队列长度的加权函数.依据这一思想,设计了一种基于轮转仲裁器的队列长度加权服务匹配算法.通过实现复杂性的分析与性能评估,给出了优选的权重函数.所提方案以极大尺寸匹配算法近似的复杂性,取得与极大权重匹配算法近似的性能,在非均匀流量模式下也能达到接近100%的吞吐效率,明显优于iSLIP和EiSLIP算法,适合于高性能输入排队路由器的应用.     

匈牙利算法在输入排队调度仿真中的应用研究

匈牙利算法是图论中完成二分图匹配的经典算法之一。输入排队的Crossbar调度算法是以获得交换机的输入端口和输出端口最大匹配，从而得到高吞吐量为目的。因而在调度算法理论研究中应用了二分图最大匹配的Maximum Size Matching(MSM)和Maximum Weight Matching(MWM)算法成为各种调度算法性能的评价标准。文中介绍了匈牙利算法在输入排队调度算法仿真中的应用，并且得出相应典型算法的性能仿真曲线，从而为进一步研究调度算法打下理论基础。     

一种带加权调整的公平排队算法

文章提出一种可应用于路由服务器的排队算法:带加权调整的公平排队算法。该算法在逐包调度和低运算量的基础上,动态调整每个输入流队列的加权值,相比其他路由器排队算法,获得更为公平的网络带宽共享。     

基于输入排队的调度算法

基于输入排队(IQ)调度算法的存储器带宽要求较低,因而能很好应用于高速路由器中.该文讨论了目前基于IQ的调度算法,对该领域的成果进行了较全面的总结,对当前研究的新进展进行了重点分析和比较,为进一步的研究提出了新的课题和思路.     

基于Edmonds-Karp算法的输入排队调度

输入排队Crossbar调度算法是以获得交换机的输入端口和输出端口最大匹配,从而得到高吞吐量为目的.因而在调度算法理论研究中把应用了二部图最大匹配的Maximum Size Matching和 Maximum Weight Matching算法作为目前各种调度算法性能评价标准.Edmonds-Karp算法是图论中求解网络最大流的经典算法之一.该文介绍了如何使用Edmonds-Karp算法求解二部图的最大匹配问题,并且应用算法于输入排队调度算法仿真中,得出经典MSM和MWM算法的性能仿真曲线,为进一步研究调度算法打下了理论基础.     

一种新的高速路由调度算法—SERENA算法研究

SERENA算法是一种基于输入排队(IQ)结构的路由调度算法。当输入输出端口的匹配关系在连续的时隙中存在相同的匹配子图时,将出现误差积累,导致性能下降。该文对此作出了改进,理论分析与仿真结果表明,改进后的算法性能有进一步提高。     

高性能交换与调度仿真平台的设计与实现

仿真实验已成为交换结构和调度策略性能评价的重要手段,而目前存在的交换结构与调度策略的仿真软件在可继承性与可扩展性方面还存在缺陷.基于Crossbar交换结构,建立数学模型,引入系统级设计方法,采用面向对象技术,设计并实现了用于研究交换结构和调度策略的仿真平台——SPES(switching performance evaluation system).该平台集成了输入排队、输出排队、联合输入输出排队、联合输入交叉点排队等多种交换结构以及相应调度策略.设计上实现了业务流、交换结构和调度策略三者之间的分离,具有良好的可继承、可扩展特性.用户通过与仿真平台之间的简单交互,完成模块的添加与仿真环境参数的配置,在支持变长业务、区分服务质量模型和多交换平面仿真方面具有良好的特性.通过简单扩展。该平台还可以实现网络级性能仿真.最后给出了基于该平台,在CICQ(combined input and crosspoint queuing)交换结构下,对所提出的支持DiffServ模型的分布式调度策略DS(DiffServ supporting algorithm)在不同业务流模型下的性能测试结果,并与输入、输出排队交换结构进行了比较,展示了DS良好的性能,验证了仿真平台的合理性.     

Crossbar交换结构单播调度算法研究

Crossbar交换网络作为目前大容量路由器主流的交换结构,通过对其研究分析,基于VOQ的输入排队交换网络结构性能好,且易实现,并针对该结构提出了调度算法,解决了调度中的匹配问题。     

宽带路由器输入排队调度策略的综合研究

1 引言输入调度策略可以分成输入排队的调度策略和输出排队的调度策略。长期以来,人们一直认为输入排队的调度策略性能比较差,因而对输出排队的调度策略进行了大量的研究。但是,输出排队的调度策略要求输出端的接口速率是输入端的N倍(N是端口数量),否则就会出现大量丢包的情况。随着输入端口速度的不断提高和输入端口数量的增多,输出排队的调度策略已经不能满足高速交叉开关的要求。分组在交换前被拆分成定长的数据包,数据包经过交换结构后在目的端口被组装成原分组,然后送往物理线路。目前的宽带路由器基本上采用输入缓冲的方式。这主要有以下两个方面的原因:第一,采用输入缓冲方式对存储器的速度要求不高。同输出缓冲方式和共享缓冲方式相比,输入缓冲方式对存储器的要求同交换结构的规模无关,从而可以使得路由器的规模较大。第二,在因特网上TCP数据所占的比例很大。TCP数据具有突     

时隙间迭代的输入队列交换机Round-Robin调度算法

输入队列因具有良好的可扩展性而广泛应用于高速交换机和路由器中,但输入队列需要精心设计调度算法以获取较好的性能.Round-Robin算法因其简单性和并行性而得到广泛的研究,但现有的Round-Robin算法在突发流量和非均匀流量下的负荷-延迟性能较差.提出了调度决策在时隙间进行迭代的思想,并利用队列长度具有随机性的特点设计了能近似最大匹配的Round-Robin算法--iSLOT.仿真结果表明,iSLOT不仅在均匀流量下是稳定的,在非均匀流量和突发流量下的吞吐率及延迟性能均远好于现有的Round-Robin算法.     

Parallel desynchronized block matching: A feasible scheduling algorithm for the input-buffered wavelength-routed switch

The input-buffered wavelength-routed (IBWR) switch is a promising switching architecture for slotted optical packet switching (OPS) networks. The benefits of the IBWR fabric are a better scalability and lower hardware cost, when compared to output buffered OPS proposals. A previous work characterized the scheduling problem of this architecture as a type of matching problem in bipartite graphs. This characterization establishes an interesting relation between the IBWR scheduling and the scheduling of electronic virtual output queuing switches. In this paper, this relation is further explored, for the design of feasible IBWR scheduling algorithms, in terms of hardware implementation and execution time. As a result, the parallel desynchronized block matching (PDBM) algorithm is proposed. The evaluation results presented reveal that IBWR switch performance using the PDBM algorithm is close to the performance bound given by OPS output buffered architectures. The performance gap is especially small for dense wavelength division multiplexing (DWDM) architectures.     

使用Ford-Fulkerson算法研究输入排队调度

Ford-Fulkerson算法是图论中求解网络最大流的经典算法之一。输入排队Crossbar调度算法是以获得交换机的输入端口和输出端口最大匹配,从而得到高吞吐量。因而在调度算法理论研究中把应用了二部图最大匹配的MaximumSizeMatching(MSM)和MaximumWeightMatching(MWM)算法作为目前各种调度算法性能评价标准。论文介绍了如何使用Ford-Fulkerson算法求解二部图的最大匹配,并且应用算法于输入排队调度算法仿真中,得出对应典型算法MSM和MWM的性能仿真曲线,从而为进一步研究调度算法打下理论基础。     

Matching and scheduling algorithms for minimizing execution timeand failure probability of applications in heterogeneous computing

In a heterogeneous distributed computing system, machine and network failures are inevitable and can have an adverse effect on applications executing on the system. To reduce the effect of failures on an application executing on a failure-prone system, matching and scheduling algorithms which minimize not only the execution time but also the probability of failure of the application must be devised. However, because of the conflicting requirements, it is not possible to minimize both of the objectives at the same time. Thus, the goal of this paper is to develop matching and scheduling algorithms which account for both the execution time and the reliability of the application. This goal is achieved by modifying an existing matching and scheduling algorithm. The reliability of resources is taken into account using an incremental cost function proposed in this paper and the new algorithm is referred to as the reliable dynamic level scheduling algorithm. The incremental cost function can be defined based on one of the three cost functions developed here. These cost functions are unique in the sense that they are not restricted to tree-based networks and a specific matching and scheduling algorithm. The simulation results confirm that the proposed incremental cost function can be incorporated into matching and scheduling algorithms to produce schedules where the effect of failures of machines and network resources on the execution of the application is reduced and the execution time of the application is minimized as well     

基于GHS的任务调度算法改进

针对非专用网格性能预测调度系统（GHS）中元任务调度算法负载不平衡问题,提出一种启发式动态任务调度策略（H-MM）,结合Min-Min与Max-Min的优点,将H-MM植入GHS,结果表明H-MM在时间跨度与可扩展性方面较以往算法有较大提高。     

关联规则的并行挖掘算法研究

给出了并行挖掘关联规则的形式化描述和并行挖掘的模型.在研究基于Aprior算法的各种并行实现如CD、DD、IDD和HD算法后,针对这些算法扩展性差以及负载不平衡的缺点,提出了在IDD和HD算法上使用Sidle调度策略,有效地解决了IDD和HD算法中非常重要的候选项目集在各个处理器节点之间的划分问题,尽可能使得各个节点负载平衡,从而提高算法的效率.     

信任驱动的网格调度算法

针对目前网格资源管理中任务与资源匹配问题的不足,基于信任效益函数与匹配概念,提出了信任驱动的网格调度匹配算法。在调度中同时还考虑了任务和资源效益值,对已经提出的两种信任驱动的网格调度算法进行改进。结果证明:该算法较传统基于的信任驱动调度算法而言,信任效益值,资源效益值,负载平衡和失效服务数等方面有较好的综合性能。     

虚拟时钟调度算法研究

FIFO队列调度算法由于实现简单、执行效率高而在网络中得到大量的应用，但FIFO队列无法实现对资源的分配；男种调度算法公平队列调度则可以实现对带宽资源的公平分配，但是它存在可扩展性问题。而基于虚拟时钟的算法在实现对资源进行公平分配的同时具备良好的可扩展性，从而能够满足QoS控制中对于分组调度算法的需求。本文主要对一些基于虚拟时钟的度算法进行了分析和讨论，这也是进行QoS控制研究的基础。     

基于动态资源权重的多技能项目调度启发式算法

多技能资源受限项目调度问题中,一个资源可同时具备多项技能,相较于传统的单技能项目调度,其资源分配对调度计划的工期影响程度更大,因此在对多技能项目进行排程时更加重视资源的分配.基于此,从资源视角提出一种启发式算法求解工期最短的调度计划.算法以并行调度为主体,并设计一种动态资源权重计算方法,在每一决策点,首先采用二分图最大匹配法确定当前可排活动集,而后将动态资源权重值作为调度过程中资源分配的依据,其核心思想是将资源灵活度高、对后续活动影响大的资源留置,以待下一决策点调用.最后,为验证算法有效性,对不同参数设置下的算例进行实验,结果表明,相较于随机资源分配算法和静态资源权重算法,新算法具有明显优势.