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.     

高性能路由器中交换机构的设计与实现

宽带 IP路由器是骨干网互连的重要设备 ,其交换机构决定了路由器的吞吐量和处理速度 .本文论述了交换容量为 6 4 G× 6 4 G的核心路由器中交换机构的设计与实现 ,介绍了交换板 ,高速串型背板的设计以及 IP包调度和排队原则 ,最后给出了核心路由器的实际测试结果 .另外 ,该交换结构还具有良好的可扩展性     

高速路由器缓冲区流水工作算法设计与实现

本文根据IPOA的思想，提出流水工作算法在缓冲中将信元重组成IP报文，从而有效地解决了信元写入时产生拥塞的问题，同时还介绍了读出报文时可以采用的两种调度算法， 均衡调度算法和非均衡调度算法。本文最后以具体的路由器为背景，利用FPGA技术实现上述设计。     

基于统计移位排序结构的高速路由器公平队列调度算法实现

高速化和多媒体化是未来网络的主要发展方向,为了给用户提供可靠的端到端服务质量保证,通常需要在网络的中继节点上引入基于流的队列调度机制。WF^2Q＋队列调度算法即是一种性能优异同时又易于实现的公平队列调度算法。文中提出了一种基于统计移位排序结构的WF^2Q＋算法高速硬件实现方法,该方法充分利用队列的统计信息,以相对较少的硬件资源实现了统计意义上的快速完全排序。FPGA实现的结果表明,该结构可以应用于端口速率为OC－48的高速IP路由器上。     

一种负载平衡的太比特路由器调度算法

研究了基于多级交换结构的太比特路由器分组调度算法．基于一种扩展的负载平衡两级Birkhoff－von Neuman交换结构，提出了一种新的分组调度算法DRLB－BvN（dynamic resequencing load balanced Birkhoff-von Neuman）．DRLB-BvN分组调度算法是根据最近的信元延迟情况动态调整年龄门限值的时间戳机制，该算法可以很好解决Chang等人提出的负载平衡Birkhoff-von Neuman调度算法的信元失序问题，并且通过仿真结果表明：与DRLB-BvN算法相比，性能没有明显下降．     

路由器多端口公平调度算法与实现

本文提出并实现了一种应用于路由器多端口公平调度的算法——分组分割轮询调度算法。该算法把分组分割成更小的数据片,采用分组调度和分片调度相结合,处理一个包仅需O(1)的运算量,易于在高速网络设备中实现,可以做到多个端口近似公平共享输出带宽,阻止个别端口过度占用输出带宽。该算法已经应用于核心路由器BE12000的8OC-3线卡,实际运行良好,具有较好的性能。     

高速路由器并行交换技术研究

提出一种基于低速输入缓存交叉开关的并行交换结构PSIQC(parallel switch based on input-queued crossbars),该结构不但具有很好的性价比和可扩展性,而且易于实现,为解决PSIQC中负载均衡分配和报文不乱序这两个关键问题,还提出RRDS(rould robin and deterninistic sequence)算法,该算法实现简单,能保证同一条流的报文顺序不变,而且没有增加额外的传输开销,模拟结果显示,RRDS算法能够将负载均匀地分配到各交叉开关,系统吞吐率和平均信元延时与相同容量的集中式交换开关基本相当,可满足实际应用需要。     

高端路由器中交换模块的研究与实现

在对传统交换结构分析的基础上，文中提出了一种可用于高端路由器的两级并行交换结构，该结构可以在2倍加速的工作条件下逼近N倍加速的传统OQ交换结构。在给出总体设计方案后，并对该结构的高速PCB设计和FPGA功能模块功分进行了介绍。     

交换结构路由器的设计与实现

介绍由作者研制成功的一种交换式路由器，给出了其中转发引擎和交换背板的设计方案，以及在其内部实现分布式平台资源管理和通信机制．     

光突发交换数据信道调度算法研究

随着IP业务的迅速增长,对传送网带宽和交换系统容量的需求正以前所未有的速度增加,由于光电路交换带宽利用率低和光分组交换对器件的要求过高等等缺点,结合二者优点的光突发交换便脱颖而出,并受到业界的广泛关注。本文在介绍光突发交换基本概念、特点的基础上,重点探讨了光突发交换数据信道调度算法,主要包括最近可用信道调度算法(LAUC)、最近可用信道-插空调度算法(LAUC-VF)、轮询调度算法等技术,对LAUC和LAUC-VF的优缺点进行了分析比较,并给出了一种基于阈值的光突发交换数据信道调度算法。     

基于堆排序的PQ+CBWFQ路由器排队调度算法

研究具有QoS特征、易于实现的排队算法一直是优化带宽的重要手段,也是提高宽带IP网络性能的主要途径。文章提出基于堆排序的PQ＋CBWFQ网络路由器排队调度算法进行具体实现,并给出低成本的硬件实现方案,对未来的高性能路由器设计具有重要的参考价值。     

高速分组交换网络中调度器的设计

为了满足迅猛发展的网络业务对网络服务质量提出的更高要求,使用高速分组网络交换机中的队列调度器可以有效地提供高质量的网络服务。通过采用分级式队列调度和四种队列调度算法有效地实现了队列调度器的设计。并且深入地比较和分析了队列调度器中多种队列调度算法的优缺点,尤其是对DRR调度算法进行了优化和改进。最后。对所设计的电路进行了仿真验证和电路综合,结果表明该调度器可以满足网络对服务质量的更高要求,并且能够应用到高速分组交换网络的调度器设计中。     

ESLIP调度算法及其实现

随着网络的迅速发展，越来越多的数据寻径功能在硬件中实现，以满足对路由器交换速度的要求，易于在硬件中实现的，高效的调度算法成为一项关键技术，介绍了ESLIP算法的基本原理、调度过程和它在硬件中的实现，经过设计和测试，证明它具有非常好的特性。     

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。     

iSLIP调度算法研究及其实现

目前，为提高交换系统吞吐率，设计开发高性能网络交换机或路由器内部交换结构的技术已趋成熟．但易于在硬件中实现的、高效的队列调度算法仍然是一项值得研究的重要技术．文章首先讨论了对于输入缓冲采用FIF0队列交换系统，其吞吐率主要受HOL队首阻塞的影响．然后研究了iSLIP调度算法的基本原理、迭代仲裁步骤及它在硬件中的实现．针对硬件交换转发判决这一关键问题，给出了在输入队列交换机中采用虚拟输出队列的交换结构和多优先级调度算法的硬件实现方案．最后，对isLIP算法的性能进行了分析比较，证明isLIP算法的实现方案不仅实现简单，而且具有良好的特性．     

高速边缘路由器安全数据库的研究与实现

随着计算机网络技术的发展,对网络核心设备的安全研究成为发展的热点。高速边缘路由器是骨干网和互联网/内部网之间的高速接入设备,在网络安全的研究中具有重要的意义。高速边缘路由器中的安全数据库管理包含了对安全策略的管理和对安全关联的管理,它的合理性和高效性是制约高速边缘路由器系统性能的重要因素。目前,安全数据库系统普遍采用集中式体系结构完成对安全策略和安全关联数据的管理,在系统的并行性、灵活性和访问效率方面都存在着较大的缺陷;分布式管理则由于各分布子系统间的一致性维护问题在高速边缘路由器中被充分放大而无法满足高速边缘路由器的设计要求。本文基于ForCES协议框架提出了一种高速边缘路由器的体系结构CeDita,并详细分析了基于该体系结构的安全数据库混合式管理模型SDM的特点。该模型综合了集中式管理的视图统一、操作简单等特点以及分布式管理的本地访问特点,具有较强的并行性、可扩展性和高效性,是一种适于路由器实现的高效的数据库管理模型。     

利用高速缓解调度算法实现通讯信息的缓冲

高速缓存调度算法--LRU算法是解决调度问题的有效方法，已比较成熟。本文借鉴LRU算法实现通讯中历史消息的有效和合理的调度，并给出作者开发程序中的相关源代码。     

一种路由器队列调度算法LW-WFQ的研究

针对路由器主动队列调度算法WFQ(Weighted Fair Queuing)在链路拥塞时无法保证低速率实时业务的QoS(Quality of Service)要求以及实时性业务突发时会导致延迟抖动加大的问题,提出了一种队长和权值调整的算法LW-WFQ。该算法增加了自适应队列管理器和应对突发机制,减少了分组的排队等待时间。最后以NS2为平台,对WFQ及LW-WFQ算法的性能进行大量的仿真对比分析,调节并确定合适的参数,实验结果证明LW-WFQ算法在延迟、抖动等方面的性能有一定程度的提高。     

光突发交换网络中的重调度算法

介绍了光突发交换（OBS）网络,在现有算法LAUC_VF的基础上提出了一种重调度算法,即LAUC_VF_RESCHEDULE算法,它的主要思想是：对新到达的突发运用LAUC_VF算法调度不成功时,将已经调度成功的突发从原有信道Ⅰ重新调度到另一数据信道J上,并保持该突发的到达时刻和结束时刻不变,从而将新到达的突发调度到数据信道Ⅰ上。仿真结果表明在大多数情况下该重调度算法相对于LAUC_VF算法对网络性能的改善是比较大的。     

支持多优先级分组交换调度算法研究及其调度器设计

输入缓存交换结构的特点是缓存器和交换结构的运行速率与端口速率相等、实现容易,但存在队头阻塞。如果采用虚拟输出排队方法和适当的分组调度算法可予以消除,使吞吐率达到100%。文章首先研究讨论了并行迭代匹配算法,滑动迭代匹配调度算法的基本原理、迭代仲裁步骤及其硬件实现;对高速分组交换调度算法的性能进行了分析比较。然后给出了在高速输入队列交换机中实现多优先级调度算法的调度器设计与实现方案。经设计实现证明高速分组交换调度算法不仅硬件实现简单,而且具有良好的特性。