基于交叉开关的可扩展交换结构及其调度算法研究

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1、摘要因特网的迅速发展要求路由器必须不断地提高内部交换能力。交换结构和调度算法作为高性能交换机和路由器的核心技术，其性能直接影响甚至决定了路由交换设备的性能。三级交换结构由于可以将多个小型的交换单元互连在一起，具有良好的模块化及非阻塞特性，比起传统的交换结构能够提供更大的交换能力。这类交换结构已经广泛应用于商用核心路由器中，基于该结构的输入排队调度算法也成为研究热点。但是，由于工程应用千差万别，标准三级交换结构的Clos连接及相应的调度算法不能直接应用于具体工程中，必须对其进行扩展改进才能得到较好的交换性能。传统的调度算法是针对交换结构的输入输出端口进行匹配，从而建立各输入模

2、块和输出模块之间的连接，但这是以输出模块个数与交换结构的输出端口个数相等为基础的。当输出模块的个数与交换结构的端口个数不相等时，如果还用传统调度算法的话，就会造成资源浪费，并且无法满足系统容量要求。本文在研究交叉开关结构和输入排队调度算法的基础上，针对上述应用问题，提出了两种解决方案：捆绑解决方案和拆分平面解决方案。通过理论分析和数学公式推导，提出了改进的三级交换结构的组网方式，并且在单级Crossbar网络调度的研究成果基础上，通过算法改进提出了适用于三级交换结构的调度算法实现方案。最后通过在交换性能仿真平台中进行仿真，得出两种解决方案的性能曲线，经分析，两种方案完全解决

3、了该工程应用面临的问题，系统吞吐率达到100％。关键词：输入排队交叉开关三级交换调度算法iSLIPAbstractRoutermustpr0Videmoreswitchbandwidmtokeepupwiththedevelopmentofhltemet．Switcharcllitectureandschedulingalgonthm，asthecoretechnologyof硒曲perf．omallceswitcha11drouter，thepcrfomlanceofw11ichcalla舵ctdirectlyoreVendeteminetheperfomlallceof

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