在CICQ交换结构下PGPS调度算法的实现

基于CICQ结构提出了在输入排队结构下实现基于流的PGPS分组公平调度算法的方案,该结构在可管理的输入流下可提供接近100％的吞吐率。     

CICQ的高性能LQF_DRR调度算法

通过研究4种经典的CICQ调度算法,提出一种高性能的LQF_DRR交换调度算法。该算法在输入端采用最长队列优先调度策略,在输出端采用DRR调度机制,通过输入端与输出端的相互配合,优先服务异常队列,以减小交换结构输入端长队列对算法性能的影响。仿真结果证明该算法在各种流量下都有良好的时延性能和稳定性。     

一种高性能CICQ交换结构调度算法

在CICQ的两类调度算法中,无队列状态信息调度算法相对简单,但在非均匀的业务流环境下性能无法令人满意;基于队列状态信息的调度算法在非均匀的业务流环境下性能良好,但算法复杂度高。针对以上不足,提出一种低复杂度的高效调度算法CRR-FRR。新算法无需比较和排序,硬件实现简单,具有良好的可扩展性。仿真结果表明,无论是在均匀分布还是在突发业务源的情况下,均具有良好的时延性能。     

CICQ交换结构的调度算法分析

分析了影响Crossbar性能的三种阻塞及解决途径,研究了CICQ交换结构的4种调度算法：RR-RR算法、LQF-RR算法、OCF-OCF算法、MCBF算法,探讨了它们的优点及不足。     

混合优化的CICQ交换结构调度算法

联合输入端和交叉点排队（CICQ）的Crossbar是一种性能优于传统结构的交换结构,对CICQ交换结构的特点进行了讨论并提出一种新的混合优化调度（HOPS）算法,算法在输入端调度时采取混合优化的策略,首先尽力保证系统的吞吐率性能,然后根据长队列优先的原则优化系统的时延性能。算法以轮询调度为基础,最多只在输入端进行一次比较操作,其算法复杂度仅为O(1),实现简单。通过流体模型证明该算法对满足强大数定律的许可输入流量能够达到100%的吞吐率性能。仿真结果进一步表明HOPS调度算法在各种流量模型下都能稳定运行,且具有良好的时延和吞吐率性能。     

基于双轮转指针的输入与交叉点联合排队型(CICQ)交换结构调度算法

CICQ交换结构因具有良好的分布式调度特性而成为构建太比特(Tb/s)级以上交换机的一种理想选择.轮转型调度算法因硬件实现的简单性而得到广泛的研究,尽管此类型的调度算法在均匀流量下具有较高的吞吐率,然而在非均匀的流量下其性能则明显下降.指出了已有轮转型算法在非均匀流量下性能下降的原因,提出了一类基于双指针的轮转型调度算法,即每个输入调度器均有两个轮转指针(主指针和辅助指针).主指针对应的队列具有最高的调度优先级,算法可以根据各个队列的状态动态决定何时更新主指针,当主指针对应的队列被流控机制阻塞时,将根据辅助指针依次公平服务其他队列.实验结果表明,基于双指针的调度算法可以显著提高CICQ交换机在非均匀流量下的性能.     

基于交叉点缓存状态的CICQ调度算法

针对现有的联合输入交叉点排队(CICQ)调度算法在设计时未充分利用交叉点缓存状态信息的问题,提出一种CICQ状态堆调度算法。该算法分布式地运行于CICQ结构的各个输入端口和输出端口。仿真结果表明,在均匀或非均匀流量模型下,基于该算法的CICQ结构都能获得与输出排队结构相当的性能,且具有较高的时延。     

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.     

高速IP路由器中输入排队调度算法综述

高速IP路由器一般采用基于定长信元的交换结构,其可扩展性和性能分别受排队策略和调度算法的影响.基于输入排队策略的路由器具有良好的可扩展性,但需要一个有效的调度算法的支持,才能保证吞吐率和延迟等性能.主要讨论输入排队调度算法,将现有的调度算法分为4类:最大(无权重)匹配、最大权重匹配、稳定婚姻匹配和确定型调度.对每一类算法,从技术特点和性能指标两个方面进行比较和分析.最后给出了输入排队调度算法的发展趋势.     

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。     

一种基于CICQ支持组播公平服务的调度策略*

针对目前基于CICQ(combined input and crosspoint queuing)支持组播的调度策略在公平性和实时性能保障方面存在的不足,提出了一种简单、高效的支持组播公平服务的分层平滑轮询调度算法——mFGSR (multicast fair service and group smoothed round robin)。mFGSR依据组播业务流的权重进行分组和平滑调度,具有良好的可扩展性和公平性能,能够适应实时业务的性能需求。理论分析和仿真结果表明,该算法具有良好的时延、吞吐量和公平性能。     

可扩展网络交换调度系统的分布式迭代算法

提出了一种最长队列优先的分布式迭代算法。与现有算法不同的是,该算法针对可扩展网络交换调度结构的特点,为处于最高优先级的调度器安排了两次迭代。其中的第一次迭代实现最长虚拟输出队列(VOQ)的查找,并且在最高优先级时隙之前的一个时隙完成,以缩短信号的处理时间。仿真结果表明,本算法与现有算法相比,在大流量的uniform流量模式下,延时性能与吞吐率获得了明显的提高;同时,该算法的硬件代价小,有效地实现了性能和复杂度的良好折中。     

分布式系统TTCAN调度优化算法研究

总线技术的发展给线缆测试仪带来了分布式、信息化、网络化的新需求,且在分布式线缆测试仪工作过程中,测试线路的数目增加也对总线数据通讯的稳定性和通讯效率提出了更高的要求;针对分布式系统在线缆测试中的应用需要,设计并优化了分布式线缆测试仪工作的TTCAN应用层协议和其系统矩阵;对于分布式系统通信中的周期性消息形成的系统矩阵先后采用遗传算法、改进型差分进化算法进行优化,对于其中的非周期性消息采用基于松弛度的动态优先级算法;在MATLAB仿真环境中进行实验,实验结果表明,改进型差分算法比遗传算法能够更快、更稳定地计算出优化矩阵,经调度优化后的TTCAN总线工作时数据传输效率有显著提高;文章通过智能优化算法,有效提高了系统总线的通讯效率和稳定性。     

A distributed switch scheduling algorithm

The maximum weight matching algorithm is a high-performance scheduling algorithm for cross-bar switches. It is known that it performs optimally under heavy loads. However, its centralized nature and high computational complexity limit the algorithm’s applicability. This paper presents a randomized algorithm for distributed switch scheduling that is capable of delivering high throughput.     

CICQ交换的流控实现机制和交叉点缓存容量分析

传统的基于crossbar的输入排队交换结构在提供良好的QOS方面存在很大的不足，而CICQ（combined input and crosspoint buffered queuing）交换结构与传统的交换结构相比，不但能在各种输入流下提供接近输出排队的吞吐率，而且能提供良好的QoS支持。文章分析了CICQ结构的流控实现机制，讨论了基于信用的流控机制的开销和实现方案，对crosspoint缓存容鼍作了分析，给出了在各种存储器写入条件下，保持交换结构100％吞吐率所需的最小缓存容量。     

A modified genetic algorithm for distributed scheduling problems

Genetic algorithms (GAs) have been widely applied to the scheduling and sequencing problems due to its applicability to different domains and the capability in obtaining near-optimal results. Many investigated GAs are mainly concentrated on the traditional single factory or single job-shop scheduling problems. However, with the increasing popularity of distributed, or globalized production, the previously used GAs are required to be further explored in order to deal with the newly emerged distributed scheduling problems. In this paper, a modified GA is presented, which is capable of solving traditional scheduling problems as well as distributed scheduling problems. Various scheduling objectives can be achieved including minimizing makespan, cost and weighted multiple criteria. The proposed algorithm has been evaluated with satisfactory results through several classical scheduling benchmarks. Furthermore, the capability of the modified GA was also tested for handling the distributed scheduling problems.