一、并行交换中支持包保序的缓存结构及调度算法（论文文献综述）
赵鹏程[1]（2021）在《高性能路由器多级缓存架构设计与实现》文中研究表明随着网络发展,人们对网络的需求丰富,路由器需要对数据包完成更复杂的处理从而为用户提供更多的功能和更好的服务质量（QoS）。而高性能路由器单端口速率越来越快,为处理链路拥塞时缓存的海量数据包,通过无限增大路由器存储空间,对于路由器工艺设计来说难以实现,且因更复杂处理流程而增加的端处理延时无法改善。可以从路由器存储体系入手,增加路由器存储体系带宽,使单位时间内能够处理更多网络数据包,以进一步提升路由器处理性能。因此本课题开展了对高性能路由器的存储结构体系的研究,并设计了基于混合SRAM/DRAM存储体系的多级缓存架构。欲研究多级缓存架构,首先需要片上缓存预留足够的存储空间缓存待转发数据包,基于此目的设计精细化的存储管理方案。包括分析多级缓存架构对片上缓存的使用需求将片上缓存分区,定义不同分区的最小内存单元;为更有效的利用片上缓存中数据包存储区间,设计伙伴式缓存空间管理算法,使减少内存碎片,加速完成内存分配;考虑到多核使用共享内存而引入的问题,设计基于伙伴式缓存空间算法的每流队列并行化存储调度方案。其次,在片上缓存支持数据包存储转发的前提下,设计路由器多级缓存架构。其功能模块包括缓存空间管理模块,用于缓存切换控制,并为路由器存储需求分配合适的缓存空间;流分类模块,负责完成流分类以及接入控制,将流分类的结果服务于多级缓存架构;队列调度模块,协同完成每流队列的调度转发。最后,对片上缓存空间的容量进行预估以判断存储管理方案合理性。对伙伴式缓存空间管理算法以及其并行化方案进行仿真及算法性能优化验证。基于ns-3搭建多级缓存架构仿真,并以此为基础实现对缓存切换控制算法,队列优先级调度算法的进一步仿真,验证算法对架构性能的提升和优化。
陶亮[2]（2020）在《基于AXIS的Clos结构高速交换网络的设计与实现》文中认为在信息技术井喷式发展的今天,集成电路集成度和工艺技术迅速提高,计算机与通信技术快速迭代,新一代总线协议标准也都相继推陈出新,以上诸多技术领域的发展演进,都使得目前的信号处理平台和信息通信设备在功能、性能以及数据吞吐量等方面都得以大幅提升。而作为各类信息信号处理平台设备中联结各节点的“骨干动脉”,数据交换网络面临着不断踊跃的新的挑战,包括吞吐率、时延、功耗、复杂度等等。基于以上背景需求,本文研究并设计了一种基于AXI4总线协议面向以太网协议数据包的三级Clos结构高速交换网络,旨在实现高容量、低功耗、可容错以及低复杂度的目标。本文主要开展并完成了以下几个方面的工作:首先,分别研究了单级交换和多级交换的多种经典交换结构,结合各自结构特点分析对比了性能及实现上的优缺点。另外还研究了目前较为成熟且被广泛应用的几种调度算法,为本文后续的调度算法设计奠定思路基础。其次,基于MSM（Memory-Space-Memory）型三级Clos结构,设计了数据交换总体架构以及变长包仲裁调度器,主要针对MAC地址提取、端口映射管理、仲裁调度器等功能模块进行了优化设计与实现。其中,在调度机制上提出了异步正交调度机制,该机制能够避免在对数据包进行信元切割时,由于数据包长不是定长信元的整数倍而对末尾信元进行冗余数据填充带来的带宽资源浪费,提高系统性能。再次,对系统的功耗、容错等方面进行了一系列的优化设计。为节省资源开销降低功耗,对AXI4协议进行了复用压缩编码设计,并对Clos结构相互独立的各子交换模块添加时钟门控管理。为提高系统容错性,结合Clos结构多通道路径的特点,实现端口灵活复用的容错设计。另外针对异步调度机制带来的调度时延上的开销,对调度器进行了预取设计以实现调度上流水化降低时延。最后,基于仿真工具和验证方法学,分别在模块级和系统级层面分别对系统的时序和功能进行了测试、验证和校错。测试结果表明,系统各模块时序功能达到设计预期,能在较大负荷状态下正常完成数据交换工作。
王钰中[3]（2017）在《基于变长包的大容量交换网络研究》文中研究表明随着互联网接入用户的规模不断扩大和业务种类的多样化发展,核心骨干网络中的交换节点需要的交换容量越来越大。采用时分交换结构和单级空分交换结构的路由交换设备已经不能满足交换节点对交换容量的需求。大容量的路由交换设备通常采用多级空分交换结构。而多级交换结构中的Clos交换结构因为具有良好的可扩展性,并且可以做到无阻塞。因此在构建大容量交换网络时,Clos交换结构倍受业界青睐。IP包的长度是不固定,传统的大容量路由交换设备通常是将变长包切割成信元,变长包以信元的形式通过交换结构。虽然基于信元的交换技术已经十分成熟,但是基于信元的交换系统需要对变长包进行切割和对信元进行重组,所以在交换系统的输入端口和输出端口需要分别设置数据包切割模块和信元重组模块,增加了系统设计的复杂性。同时数据包的切割和信元的重组都会增加系统时延。再者是对信元进行封装,会增加通信开销。而国内对在采用Clos结构实现的大容量交换网络中直接以变长包作为传输单元的研究较少,因此本文选择以变长交换作为提升路由交换设备交换性能的突破口,研究如何在Clos交换结构的基础上,直接以变长包作为传输单元实现大容量交换网络。本文主要的工作可分为基础研究、交换架构的设计、交换架构功能的设计和仿真建模四个部分。本文首先对交换结构和适用于变长交换的调度算法进行了研究,在MMM（Memory-Memory-Memory）型Clos结构的基础上,提出了一种基于变长包的大容量交换网络的设计方案。为了解决变长交换中线路使用的不公平性问题,本文在MMM型的Clos结构的输入级引入了流调度机制,在Clos结构的中间交换单元采用SOL调度算法对变长包进行调度。同时为了保证交换网络能够持续稳定的工作,本文还为交换网络设计了令牌调度、流量控制和链路故障下的负载均衡等功能。本文最后对基于变长包的大容量交换网络的设计方案进行仿真建模,并且对交换网络进行了不同场景的性能测试。
袁杭江[4]（2016）在《基于输出端包保序的交换网络架构研究》文中进行了进一步梳理由于互联网的快速普及和各类数据业务的飞速发展,核心骨干网络中的交换节点需要交换的流量越来越大。Crossbar结构、共享缓存结构等传统的单级交换结构,由于其可扩展性差已经不能满足大容量交换的要求。为了设计大容量可扩展的交换设备,业界主要使用多级交换结构。多级交换结构中的Clos结构凭借其良好的可扩展性能,成为了高速大容量交换的首选结构。本文首先简要介绍了各种类型的交换结构,之后根据当前交换系统的发展要求,提出了基于输出端包保序的交换架构。该交换架构采用三级缓存型（Memory-Memory-Memory,MMM）Clos网络。为了解决中间级缓存带来的信元乱序问题,本文采用控制乱序程度,在最后的输出级进行信元排序和包保序的方法。控制乱序程度主要有两种手段:第一,采用令牌调度,减少去往同一个输出端口的不同数据流在交换结构中的冲突概率,第二,采用动态路由和链路级的负载均衡机制,将流量均摊到不同模块中从而降低了交换单元内冲突的概率。实现包保序的方法是为每个数据流设置期望值,只有完整接收的与期望值相同的数据包才能进行包重组。如果等待重组的时间超过了特定等待门限,就认为数据包中的信元部分丢失,需要更新期望值来重组下一个数据包。为了保证整个交换系统的可靠性和容错能力,本文为该交换架构设计了流量控制机制和链路故障下基于捆绑连接的负载均衡方案。流量控制机制可以在网络出现拥塞时降低进入到交换架构的流量。而链路故障下基于捆绑连接的负载均衡方案可以根据当前的链路条数来动态调节输入流量。最后,采用OPNET仿真软件对输出端包保序交换架构进行了仿真建模,对系统的多个方面进行仿真验证。仿真结果表明基于输出端包保序交换架构具有较好的时延特性,可以在不同流量不同包长下稳定工作。虽然信元丢失会给交换架构的性能带来一定的影响,但是可以通过流控等机制让系统快速地恢复到正常状态。另外本文提出的链路故障下的负载均衡方案可以有效地平衡链路和平面的流量,让系统可以更加稳定和有效地工作。
刘晓锋[5]（2015）在《可扩展多级多平面交换网络及调度算法研究》文中研究说明随着Internet的快速发展,数据流量与网络应用呈爆炸式增长,传输系统的传输速率随着DWDM技术的成熟提高很快,而交换技术（包括交换结构及调度算法）发展却相对滞后,日渐成为通信网络的性能瓶颈。单级结构（crossbar）在核心路由器/交换机中占有非常重要的位置,其研究成果十分丰富,对交换结构的发展起到了举足轻重的推动作用,但它的不足在如今的网络环境中也是致命的。由于单级结构先天缺乏可扩展性,因其实现成本随交换容量N呈平方增长,很难在有限的芯片上实现大容量交换系统。Log2N网络与Clos网络是两种完全不同的多级结构,无论是拓扑结构还是路由属性都有很大的区别,但有一点却是相同的,那就是它们都具有良好的可扩展性,很容易构建高速、大容量交换结构。本论文以多级多平面交换结构（包括log2N,Multi-log2N,Clos,Multi-Clos）为研究重点,主要的研究内容及研究成果包括以下几个方面:分析研究了单级结构（crossbar）及相应的调度算法因可扩展性原因,单级结构无法适应信息容量急剧膨胀和网络应用复杂多样的实际需求,但它是其它可扩展交换结构的基础,无论从拓扑结构,还是从调度算法都如此。因此,我们首先分析研究了单级结构及相应的调度算法,主要分析讨论各种形式的单级结构及各自的优缺点,包括OQ,IQ和CIOQ等。其次,分析研究了针对单级结构的经典的调度算法,如PIM算法,iSLIP算法等。分析研究了多级结构Log2N,Multi-log2N及调度算法就拓扑结构而言,log2N网络的相邻级采用部分连接,这导致log2N网络的路由路径唯一性。路径唯一性产生两个方面的结果:自选路由和内部阻塞。自选路由简化了路由控制,而内部阻塞却影响了交换性能。为了解决内部阻塞,通过将多个log2N网络构建Multi-log2N结构来破坏路径唯一性。由于HC型（水平级连）的Multi-log2N增加了网络直径,不利于光交换,因此我们在论文中重点研究VS（垂直堆叠）型Multi-log2N结构。为了实现真正的无阻塞路由,本论文提出了基于冲突链路集的控制算法（CA-CLS）。CA-CLS算法解决了内部阻塞的问题,但未解决SE的共享问题,以至于在光交换过程产生光串扰,严重影响交换性能,于是又提出基于置换多重分解的控制算法（CA-MDP）,并详细分析了CA-MDP算法性能及解决光串扰问题的有效性。分析研究Clos,Multi-Clos结构及调度算法Clos网络的相邻级采用完全互连模式,因此Clos是多路径网络,任意输入-输出之间都存在多条路由路径,因此路由控制较log2N复杂,当然可通过适当的网络配置来实现严格无阻塞,可重排无阻塞等的无阻塞结构。Clos网络中输入-输出之间的路径条数是由中间级（CS）的交换模块（CM）数来决定的,即Clos网络中路径的选择（或分配）问题可等价地转化为CM的分配问题,于是本文提出基于矩阵分解的并行路由控制算法（PRD-MD）。PRD-MD算法不同于已有的矩阵分解算法,它采用了逐行分解,不仅实现路径的选择,而且解决了其它同类算法的不完全性,能彻底分解满足条件的任意业务矩阵。另外,针对CRRD算法存在的不足,本论文提出了主动授权的CRRD算法（CRRD-AG）。CRRD-AG不仅能有效降低额外的仲裁信息量,而且充分利用CS级的链路带宽,可提高吞吐率。Multi-Clos结构具有很强的可扩展性,很容易通过添加平面来实现大容量交换系统。我们在TrueWay的基础上也提出了关于Multi-Clos的一些基本思路,目前虽无成熟的研究成果,但将是我们后续的研究目标。
周志强,徐展琦,张晓磊,杨帆,丁喆[6]（2015）在《高性能交换结构综述》文中进行了进一步梳理简述交换结构分类,从交换体系结构、调度算法和Qo S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、Qo S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。
高雅[7]（2014）在《多级分组交换网络中基于负载均衡的调度算法研究》文中认为网络的高速发展特别是新一代数据中心及云计算应用的出现，对构建互联网基础架构的交换机和路由器提出了更高要求。作为网络设备核心的交换架构，需要向更大容量、更优性能、更好的可扩展性和更精细的QoS保障等方向发展，以满足不断涌现的各种新型业务和应用。单级Crossbar交换网络是目前核心路由器主流交换网络结构，但是受工程实现的限制（如机架供电、芯片面积、端口密度等），无法做到更大容量。采用小型的交换模块搭建大容量的多级交换网络，可以避免上述问题。这其中三级Clos交换网络由于模块化、可扩展、无内部阻塞的优点获得广泛关注。目前针对三级Clos交换网络调度算法的研究是对单级Crossbar交换网络研究成果的简单推广，存在调度算法复杂度高、级间通信开销大、多路径均衡负载时信元发生乱序、缺乏对多播业务的支持等问题。在Clos交换网络中，一对输入输出端口之间存在多条中间路径，如何有效地在这多条路径中均衡业务以便获得高吞吐率性能，但同时又不引起乱序问题和增加复杂度，这一点需要深入研究。同样是均衡负载，两级负载均衡交换虽然与单级Crossbar交换网络一样，存在端口数目限制的问题，但是其在简化调度过程、提供稳定吞吐率性能等方面的优势仍然值得借鉴。因此本文基于负载均衡的思想，对不同结构三级Clos网络调度算法的关键技术进行了研究。主要创新点包括：1.研究了各级带缓存Clos网络的乱序问题。MMM结构Clos交换网络中间级缓存的存在缓解了输出端口的冲突，但是当不同路径上的缓存队列长度不一致时，会引起输出端口信元乱序。传统的按序调度算法或者引入复杂的匹配调度过程，或者需要逐信元反馈流控信息，限制了MMM交换的可扩展性，并且这些算法均不能达到100%吞吐率。本文提出了两种基于填补帧技术的按序调度算法（EPF算法和FIM3算法），具有复杂度低、灵活性高的优点，可在按序调度的同时提供100%吞吐率性能。所提调度算法将到达业务逐流逐帧均匀分布到所有中间级模块，通过使信元经过的中间级缓存队列长度一致来保证信元不发生乱序。一帧信元的数目与中间级模块数目相等。为避免低负载队列的饥饿问题，不满一帧的队列可通过填补空信元的方式获得发送机会。EPF算法在输入和输出级交换模块采用周期确定性轮转配置，不需要执行调度算法。在此基础上，FIM3算法在输出级采用交叉点缓存交换结构，结合最老信元优先调度算法，进一步改善了低负载时算法的时延性能。理论分析和仿真验证结果均表明在可允许业务下，所提算法无乱序、同时可提供100%的吞吐率性能。2.研究了各级带缓存Clos网络的多播支持问题。现有的多播调度算法在中间级和输出级采用输入排队FIFO结构，其吞吐率性能受多播队头阻塞影响较大；并且，以分组为粒度的调度虽然避免了分组内信元的乱序，但未能消除分组间的乱序，且总的乱序程度未被有效降低。尽管已有大量按序单播调度算法，但是考虑到多播业务扇出分布的特点，难以采用逐流业务均衡。本文提出了一种基于填补帧技术的多播调度算法（FMClos），具有较高的吞吐率和较低的乱序比例。该调度算法以信元为调度粒度，多播信元在输入级和输出级采用地址复制扇出机制进行入队操作，消除多播队头阻塞影响，提高了交换网络的吞吐率。所提算法输入级和中间级基于输出模块排队并进行逐帧调度，结合中间级模块采用的交叉点带缓存Crossbar交换单元，有效地控制了信元乱序影响的范围。仿真结果表明，所提多播调度算法的吞吐率性能接近100%，并且相比已有的多播调度算法，其乱序比例以及重排所需时延被大幅降低。3.研究了输入输出级带缓存Clos网络的加权匹配调度算法，提出了MSM结构Clos网络一种分布式加权匹配调度算法（DWMD），具有复杂度低、级间通信开销小、匹配效率高的优点。在分布式加权匹配调度算法中，每个输入模块将请求令牌均衡到所有中间级模块。各中间级模块依据本地维护的虚拟令牌计数器值执行基于权重的匹配算法，如启发式的加权匹配或随机化的加权匹配，不需要了解全局请求信息或其它中间级模块的匹配信息。该调度算法继承了负载均衡交换和加权匹配算法的优点，但既没有引起信元乱序，也没有增加通信开销。仿真结果表明，分布式加权匹配调度算法在多种业务类型下均可达到100%吞吐率，并且相比已有的加权匹配调度算法，新算法具有更高的匹配效率。4.研究了输入输出级带缓存Clos网络的多播支持问题，提出了一种基于静态轮询的单多播集成调度算法（MUSRRD）。所提算法对单多播信元分开入队，隔离了两种业务之间的影响；且多播信元在输入级基于输出模块地址复制扇出入队，消除了多播排头阻塞。由于该单多播集成调度算法不增加模块间调度信息，因此在静态轮询单播调度算法的基础上，只需对输入模块内的从判决器进行重新设计。研究表明，该算法继承了静态轮询单播调度算法中指针初始化和更新方式简单高效的特点，可提供业务类型级和流级的公平，并且算法复杂度低、硬件实现简单。
张博[8]（2012）在《面向可重构服务承载网的分域交换技术研究》文中认为面对网络业务的规模化、差异化趋势，单一网络体系架构或者服务模式支撑多样化网络业务的运营显得非常困难。为此，可重构柔性网络技术体系通过构建可重构服务承载网（Reconfigurable Service Carrying Network，RSCN）的方式，在共享底层物理资源的基础上，支持多个异质网络体系架构并存，从而为业务提供多样化的网络服务。在网络级，根据业务需求考虑异质和同质、成本和收益、流量负载均衡等因素实现RSCN优化构建；在节点级，通过平台化支撑构件化处理技术实现RSCN运行的逻辑隔离。可重构路由交换节点中的交换组件作为影响业务时延、时延抖动、丢包率等特性的主要部分，对RSCN的构建发挥着重要的作用，可以通过对交换资源的分割来支持不同RSCN独占交换资源，从而保证业务对服务质量的需求。本文结合国家863重大项目新一代高可信网络之子课题可重构路由器构件组研制和可重构柔性试验网组网设备工程化实施，面向RSCN构建，对可重构路由交换节点中交换技术进行了较为系统的研究，研究内容主要包括基于Crossbar交换单元的分域交换技术，基于Clos交换网络的分域交换技术，基于无缓存Banyan类网络分域自路由交换技术，基于缓存调度的负载均衡二级分域自路由交换技术四个方面。本文的创新点和主要贡献包括以下六个方面：1．针对单个交换端口单个RSCN的情况，分析了RSCN映射到交换端口的需求，提出了交换单元分域调度的思想，建立了选择关闭Crossbar中部分交叉节点的分域模型，提出了输入排队的分域最长队列优先（Slicing Domain Longest Queue First，SD-LQF）调度算法，推导了SD-LQF调度算法的输入输出匹配过程。仿真结果表明：SD-LQF调度算法的相对运算复杂度低于传统LQF调度算法；在不同业务源输入下，SD-LQF调度算法的时延低于传统LQF调度算法，接近输出排队的公平调度算法。2．针对单个交换端口多个RSCN的情况，提出了联合输入交叉节点排队的分域承载组（Slicing Domain Carrying Group，SD-CG）调度算法，推导了平滑轮询的承载组内调度过程，推导了基于时间戳的域内调度和输出端口调度过程，证明了SD-CG调度算法具有良好的时延性能和最坏公平指数公平性。仿真结果表明：在均匀贝努利业务源条件下，SD-CG调度算法具有更优的时延性能，可保证业务带宽的公平性；在Diagonal非均匀贝努利业务源条件下，SD-CG调度算法的吞吐量可达100%。3．针对RSCN构建过程中交换网络的分域问题，建立了中间级缓存Clos交换网络分域模型，提出了一种分域中间级负载均衡（Slicing Domain Middle-stage Load-balance，SD-ML）调度算法，推导了交换网络中Crossbar交换单元的分域机制，推导了SD-ML调度算法输入级、中间级和输出级仲裁匹配过程，提出了一种SD-ML调度算法的包保序方法，证明了SD-ML调度算法的稳定性和100%吞吐量性能。仿真结果表明：SD-ML调度算法在均匀和非均匀贝努利业务源条件下，具有近似100%吞吐量；4次迭代SD-ML调度算法的时延小于传统Clos交换网络下的调度算法。4．针对RSCN构建中自路由交换机制随着端口数增加级数太大而无法扩展的问题，借鉴群组集线器多路径自路由交换的思想，提出了一种分域自路由（Slicing DomainSelf-Routing，SD-SR）交换模型，该模型通过2×2排序器和2G-to-G群组集线器建立基本交换结构，采用比特置换描述级间互连方式，采用目的转换确定非均匀群组集线器，进而推导了该模型在非均匀业务源输入下的阻塞率迭代过程。仿真结果表明：该模型在非均匀业务源条件下，阻塞率与集线数G成反比关系，与级数m和不均衡指数w成正比关系；时延与结构参数G、m和w成正比关系，时延总小于百纳秒量级上限，能够为到达业务提供时延上限保障。5．针对组播RSCN构建中基于调度的软组播复杂度高，而扇出拷贝方式组播吞吐量低的问题，基于SD-SR交换模型，提出了一种逐级部分扇出组播（Stage Partial FanoutMulticast，SPFM）分域交换模型，该模型采用部分扇出拷贝方式和四状态分割编码实现自路由路径选择，进而推导了该模型在单组播混合业务源输入下的单播阻塞率、组播阻塞率和组播扇出率迭代过程。仿真结果表明：SPFM交换模型在贝努利均匀业务源条件下，单播负载强度在一定范围内时，其组播阻塞率小于1%，组播时延总小于百纳秒量级上限，能够为到达组播业务提供时延上限保障。6．针对RSCN构建中SD-SR交换模型阻塞率高的问题，提出了一种输入分割输出重组的负载均衡（Load-Balanced Input Slicing Output Assembly，LB-ISOA）分域交换模型，该模型在输入进行分组聚合和分割，输出进行分组组装和分发，保证了二级自路由交换网络的负载均衡，并证明了该交换模型在容许流量条件下可实现100%的吞吐量。与传统负载均衡交换对比分析得：LB-ISOA分域交换模型具有无时延抖动，硬件复杂度低，缓存复杂度低，无中间级缓存的优点。仿真结果表明：输入缓存达到总缓存需求的25%以上时，吞吐量可达95%以上；相同结构参数G，K条件下，LB-ISOA交换模型的时延小于复杂度相当的三级缓存负载均衡自路由交换的时延。
任涛,兰巨龙,扈红超[9]（2011）在《可行的基于CIOQ的并行分组交换结构》文中提出针对传统并行分组交换结构存在的平面可扩展性问题,提出一种可行的分布式并行分组交换PDPPS（practical distributed parallel packet switch）。在端口数为N和中间层平面数为K的情况下,PDPPS的复用器中只需要维护大小为NK的高速缓存,就能保证每条流按序输出。理论分析和仿真结果表明,PDPPS的性能优于使用OQ（output queuing）结构作为中间层平面的分布式并行分组交换结构VIQ PPS（virtual input queuing parallel packet switch）,略微低于集中式PPS和IOQ PPS（in-order queuing parallel packet switch）。但相对于集中式PPS,PDPPS使用了更为通用且易于实现的CIOQ（combined input and output queuing）作为中间层平面;相对于IOQ PPS,PDPPS使用了分布式调度算法,从而消除了系统的通信开销,并且PDPPS极大地降低了所需的高速缓存数量。
任涛[10]（2011）在《基于一体化网络的并行分组交换技术研究》文中认为路由交换技术的进步推动了互联网的飞速发展;与此同时,互联网的快速发展也对路由交换技术的研究提出了新的要求和挑战。概况起来,主要包括以下几点:第一,路由交换设备应当能够不断支持更高的端口速率和更大的交换容量,以便于能够适应网络规模的不断扩大和网络业务量的不断增加;第二,路由交换设备应当能够提供良好的服务质量保障能力,以便于能够适应网络应用的丰富化、多样化、和多元化趋势;第三,路由交换设备必须能够提供良好的组播支持功能,以便于能够适应蓬勃发展的多媒体业务的需求。由于光纤传输技术的成熟和广泛应用,网络链路传输速率出现了突飞猛进的发展。在这种情况下,网络传输的瓶颈就从链路移到了路由交换节点上。受存储器速率发展和硬件芯片制造工艺发展的限制以及调度算法复杂度的限制,路由交换设备的工作速率提高缓慢。现有的流行方案是采用多个低速设备构建高速并行交换系统;而并行分组交换技术的提出,正是与这一方案相吻合。为此论文结合国家973计划项目《一体化可信网络与普适服务体系基础研究》子课题2《一体化网络体系结构模型及交换路由理论与技术》,重点研究了基于并行分组交换结构及调度算法的高速率大容量、服务质量保障、和组播支持问题。概括起来,本课题主要包括以下几个方面的工作:提出了一种解复用器和复用器不带缓存的分布式并行分组交换BDMPPS（Bufferless Demultiplexor and Multiplexor Parallel Packet Switch）。BDMPPS通过引入虚拟输入链路VIL（Virtual Input Link）和虚拟输出链路VOL（Virtual Output Link）,从而保证在不违反输入链路约束和输出链路约束的前提下,实现了每条业务流在中间层平面的负载均衡以及在输出端的保序输出。仿真结果表明,BDMPPS的平均时延性能优于目前主流的分布式PPS,接近于使用集中式调度算法的集中式PPS,但在算法复杂度、通信开销等方面都优于集中式PPS。以CIOQ结构作为中间层平面,提出一种可行的分布式并行分组交换PDPPS（Pratical Distributed Parallel Packet Switch）。由于使用CIOQ作为中间层平面会使业务流内分组在抵达复用器时产生严重的乱序,借助于BDMPPS的研究成果,PDPPS在中间层平面CIOQ的输出端引入虚拟输入队列VIQ（Virtual Input Queue）,在复用器和中间层平面之间引入VOL;这样相当于将原来所需的缓存空间从高速的复用器移到了低速的中间层平面输出端,极大地降低了复用器所需要的高速缓存数量,从而提高了方案的可行性。PDPPS的仿真结果表明,其时延性能优于主流的分布式PPS;并且由于使用CIOQ作为中间层平面,提高了方案在高速链路环境中的可扩展性。考虑到现有网络对业务服务质量要求的提高,以及CIOQ所固有的集中式调度方式,提出一种基于CICQ结构的支持区分服务的分布式并行分组交换CDPPS（CICQ based DiffServ supporting Parallel Packet Switch）。CDPPS使用CICQ作为中间层平面,可以更好地提高中间层平面调度机制的可扩展性。CDPPS对DiffServ模型的支持和实现,可以更好地在网络规模日益扩大和网络应用日益丰富的趋势下,为各类业务提供服务质量保障。理论分析和实验仿真都表明,CDPPS具有良好的公平性和时延性能,可以在高速环境下为各类业务提供满意的服务质量。传统的并行分组交换结构,使用了同种类型的单芯片结构作为中间层平面。然而单芯片结构在使用不同的调度算法、不同的内部加速、或不同的缓存设置的情况下,会获得不同的吞吐率、时延、或丢包性能。基于此,提出了一种支持粗粒度服务质量保障的异构并行交换HPSA（Heterogeneous Parallel Switch Architecture）。不同类型的业务通过HPSA的不同类型平面被交换,从而实现对各类业务的服务质量保障支持。仿真结果表明,HPSA中各种类型业务的服务质量性能,都要好于它们在传统的单芯片交换结构和并行分组交换结构中的性能。提出了一种支持单组播集成调度的并行分组交换UMSPPS（Uni- and Multicast Supported Parallel Packet Switch）。通过动态地调整交换单播业务和交换组播业务的平面数,使得UMSPPS在任意比例的单组播混合业务情况下都能获得理想的吞吐率和时延性能。仿真结果表明,在各种比例的单组播业务情况下,UMSPPS的时延总是优于传统的混合单组播调度机制。分析了《一体化可信网络与普适服务体系基础研究》对具有高速大容量和普适服务承载能力交换系统的具体需求;在综合上述研究成果的基础上,基于并行分组交换结构提出了一种一体化网络交换系统USS（Universal Switch System）。USS能够同时支持高速大容量交换、粗粒度服务质量保障交换、和可变比例单组播混合交换;为一体化网络的构建提供了一种可行的交换系统解决方案。本文主要创新点如下:在并行分组交换结构中引入VIL和VOL,以及在中间层平面输出端引入VIQ;基于此提出了一种高性能分布式并行分组交换BDMPPS和一种可行的分布式并行分组交换PDPPS。基于使用CICQ结构作为中间层平面的并行分组交换结构和DiffServ模型,提出了一种能够为不同类型业务提供区分服务的CDPPS交换机制。提出了异构并行交换的创新思想,并基于该思想提出一种支持粗粒度服务质量保障的交换机制HPSA。基于并行分组交换提出使用不同平面组分别交换单组播业务的思想,并基于该思想提出了能够支持可变比例单组播混合业务的交换机制UMSPPS。
二、并行交换中支持包保序的缓存结构及调度算法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、并行交换中支持包保序的缓存结构及调度算法（论文提纲范文）
（1）高性能路由器多级缓存架构设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的和研究意义 |
| 1.2 课题来源 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 研究目的和研究意义 |
| 1.5 论文组织结构 |
| 第二章 相关工作综述 |
| 2.1 路由器存储器 |
| 2.1.1 ROM |
| 2.1.2 RAM |
| 2.1.3 FLASH与NVRAM |
| 2.2 内存碎片 |
| 2.2.1 内部碎片 |
| 2.2.2 外部碎片 |
| 2.3 缓存空间管理算法 |
| 2.3.1 分区式缓存空间管理 |
| 2.3.2 分页式缓存空间管理 |
| 2.3.3 计算机伙伴系统内存管理 |
| 2.3.4 内存空间管理算法总结 |
| 2.4 路由器存储转发模式 |
| 2.4.1 路由器硬件架构 |
| 2.4.2 路由器转发流水线 |
| 2.5 本章总结 |
| 第三章 高性能路由器存储管理方案 |
| 3.1 片上缓存区间划分及分块研究 |
| 3.1.1 路由器处理器的缓存需求 |
| 3.1.2 路由器主要表项的缓存需求 |
| 3.1.3 数据包内容的缓存需求 |
| 3.1.4 路由器片上缓存分配方案设计 |
| 3.2 伙伴式缓存空间管理算法 |
| 3.2.1 路由器传统缓存空间管理算法的缺陷 |
| 3.2.2 Linux伙伴关系算法思想 |
| 3.2.3 伙伴式缓存空间管理算法 |
| 3.2.4 伙伴式缓存空间管理算法总结 |
| 3.3 并行化存储调度的存储体系方案 |
| 3.3.1 路由器多核处理器引入问题 |
| 3.3.2 缓存空间管理算法并行化 |
| 3.3.3 路由器存储调度并行化 |
| 3.4 本章总结 |
| 第四章 高性能路由器多级缓存架构 |
| 4.1 多级缓存架构存储体系研究 |
| 4.1.1 高带宽存储体系研究 |
| 4.1.2 多级缓存架构下多模块协同 |
| 4.2 基于多级缓存架构缓存切换控制算法 |
| 4.2.1 多级缓存架构三种状态 |
| 4.2.2 突发流预测及片上缓存空间分析 |
| 4.2.3 缓存切换控制算法 |
| 4.3 基于多级缓存架构流分类 |
| 4.3.1 多级缓存架构流分类需求 |
| 4.3.2 多级缓存架构流分类应用 |
| 4.3.3 基于流分类的路由器数据平面 |
| 4.4 支持多级缓存架构下队列优先级调度算法 |
| 4.4.1 队列调度模块功能需求 |
| 4.4.2 队列调度模块具体设计 |
| 4.4.3 队列优先级调度算法 |
| 4.5 本章总结 |
| 第五章 仿真平台搭建和结果分析 |
| 5.1 仿真平台使用 |
| 5.1.1 ns-3仿真平台研究 |
| 5.1.2 ns-3模块简介 |
| 5.2 存储管理方案可行性验证及方案评估 |
| 5.2.1 片上缓存数据包存储分区验证 |
| 5.2.2 伙伴式缓存空间管理算法性能优化分析 |
| 5.2.3 伙伴式缓存管理并行化算法仿真性能评估 |
| 5.3 高性能路由器多级缓存架构仿真及性能评估 |
| 5.3.1 多级缓存架构混合存储体系性能分析 |
| 5.3.2 缓存切换算法仿真实现与性能分析 |
| 5.3.3 队列优先级调度算法仿真调优 |
| 5.4 本章总结 |
| 第六章 总结与进一步的研究展望 |
| 6.1 研究工作总结 |
| 6.2 进一步研究计划 |
| 参考文献 |
| 附录 缩略语 |
| 致谢 |
（2）基于AXIS的Clos结构高速交换网络的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 缩略词表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高速交换网络研究背景与意义 |
| 1.2 高速交换网络研究现状 |
| 1.2.1 单级交换网络研究现状 |
| 1.2.2 多级交换网络研究现状 |
| 1.3 论文内容与安排 |
| 第二章 交换结构和调度算法概述 |
| 2.1 单级交换结构模型 |
| 2.1.1 共享总线型结构 |
| 2.1.2 共享缓存型结构 |
| 2.1.3 Crossbar型结构 |
| 2.1.4 Crosspoint型结构 |
| 2.1.5 Ring型结构 |
| 2.1.6 Mesh型结构 |
| 2.2 多级交换结构模型 |
| 2.2.1 Banyan型结构 |
| 2.2.2 Clos型结构 |
| 2.3 交换结构缓存的设置 |
| 2.3.1 输入排队缓存 |
| 2.3.2 输出排队缓存 |
| 2.3.3 联合输入输出排队缓存 |
| 2.3.4 交叉节点排队缓存 |
| 2.4 经典的路由调度算法 |
| 2.4.1 单级调度算法 |
| 2.4.2 多级调度算法 |
| 2.4.3 调度算法小结 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 MSM型 Clos交换架构设计 |
| 3.1 CLOS交换总体架构设计 |
| 3.1.1 交换网络需求分析 |
| 3.1.2 Clos交换实现方案设计 |
| 3.1.3 AXI4 系列协议介绍 |
| 3.1.3.1 AXI4 协议介绍 |
| 3.1.3.2 AXI4-Stream协议介绍 |
| 3.2 输入输出接口设计 |
| 3.2.1 MAC地址提取模块设计 |
| 3.2.2 端口映射管理模块设计 |
| 3.2.2.1 RAM表实现方案 |
| 3.2.2.2 CAM表实现方案 |
| 3.2.2.3 端口映射管理小结 |
| 3.3 输入输出级模块(IM/OM)设计 |
| 3.3.1 输入级模块(IM)设计 |
| 3.3.1.1 优先级VOQ设计 |
| 3.3.1.2 负载均衡调度器设计 |
| 3.3.1.3 IM子交换模块架构 |
| 3.3.2 输出级模块(OM)设计 |
| 3.4 中间级模块(CM)设计 |
| 3.5 CLOS仲裁调度器设计 |
| 3.5.1 仲裁调度机制简介 |
| 3.5.2 异步调度算法设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 Clos交换结构的低功耗及容错性等优化设计 |
| 4.1 CLOS交换结构的低功耗设计 |
| 4.1.1 复用压缩编码设计 |
| 4.1.2 时钟门控管理设计 |
| 4.2 CLOS交换结构的容错设计 |
| 4.2.1 传统的容错设计 |
| 4.2.2 基于Clos结构的容错设计 |
| 4.3 CLOS交换结构仲裁调度的流水设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 Clos交换结构核心模块的仿真与测试 |
| 5.1 仿真验证概述 |
| 5.2 基于仿真工具的时序功能仿真 |
| 5.2.1 MAC地址提取模块仿真与分析 |
| 5.2.2 端口映射管理模块仿真与分析 |
| 5.2.3 负载均衡仲裁调度器模块仿真与分析 |
| 5.2.4 综合评估结果 |
| 5.3 基于UVM方法学的功能验证仿真 |
| 5.3.1 UVM验证方法学概述 |
| 5.3.2 UVM组件设计 |
| 5.3.3 Modelsim测试结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（3）基于变长包的大容量交换网络研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 缩略词表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景 |
| 1.2 交换结构介绍 |
| 1.2.1 时分交换结构 |
| 1.2.2 空分交换结构 |
| 1.3 国内外研究现况 |
| 1.4 论文的主要工作和结构 |
| 1.4.1 本论文主要研究内容 |
| 1.4.2 论文的结构 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 基于变长包交换的调度算法 |
| 2.1 基于变长包交换的Unbufffered Crossbar结构中的调度算法 |
| 2.1.1 IP-PIM算法 |
| 2.1.2 PB-i SLIP算法 |
| 2.1.3 SOL算法 |
| 2.2 Buffered Crossbar中的变长交换调度算法 |
| 2.3 MMM型Clos结构中的流量调度算法 |
| 2.4 本章小节 |
| 第三章 基于变长包的大容量交换网络总体架构与功能设计 |
| 3.1 基于变长包的大容量交换网络整体架构设计 |
| 3.1.1 设计背景与设计目标 |
| 3.1.2 方案概述 |
| 3.2 FAP总体架构 |
| 3.2.1 IM |
| 3.2.2 OM |
| 3.3 CM总体架构 |
| 3.3.1 数据包传输模块 |
| 3.3.2 控制信元传输模块 |
| 3.3.3 路由处理模块 |
| 3.3.4 单级拓扑结构 |
| 3.3.5 多级拓扑结构 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于变长包的大容量交换网络的功能设计 |
| 4.1 令牌调度方案 |
| 4.2 流控方案 |
| 4.2.1 链路拥塞流量控制 |
| 4.2.2 单播拥塞流量控制 |
| 4.2.3 组播拥塞流量控制 |
| 4.3 链路故障下基于Bundle连接的负载均衡方案 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于变长包交换的大容量交换网络仿真分析 |
| 5.1 仿真建模设计 |
| 5.1.1 节点建模 |
| 5.1.2 CM节点建模 |
| 5.1.3 网络拓扑建模 |
| 5.2 仿真测试与结果分析 |
| 5.2.1 交换架构性能能测试 |
| 5.2.2 链路故障下基于Bundle连接的负载均衡测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（4）基于输出端包保序的交换网络架构研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 高性能路由器组成 |
| 1.3 交换结构研究现状和发展趋势 |
| 1.4 论文的主要工作 |
| 1.4.1 研究内容与意义 |
| 1.4.2 本文的结构 |
| 第二章 交换结构简介 |
| 2.1 单级交换结构 |
| 2.1.1 共享总线交换结构 |
| 2.1.2 共享缓存交换结构 |
| 2.1.3 Crossbar结构 |
| 2.2 多级交换结构 |
| 2.2.1 Banyan结构 |
| 2.2.2 Clos结构 |
| 2.2.3 多级多平面交换结构 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 基于输出端包保序的交换网络总体架构设计 |
| 3.1 基于输出端包保序的交换网络整体架构 |
| 3.1.1 设计背景与设计目标 |
| 3.1.2 方案概述 |
| 3.1.2.1 方案选择 |
| 3.1.2.2 方案概述 |
| 3.2 FAP总体架构 |
| 3.2.1 IM |
| 3.2.1.1 入口流量管理模块 |
| 3.2.1.2 信元发送模块 |
| 3.2.1.3 路由处理模块 |
| 3.2.2 OM |
| 3.2.2.1 信元接收模块 |
| 3.2.2.2 出口流量管理模块 |
| 3.3 CM总体架构 |
| 3.3.1 数据信元传输模块 |
| 3.3.2 控制信元传输模块 |
| 3.3.3 路由处理模块 |
| 3.4 拓扑结构 |
| 3.4.1 单级拓扑结构 |
| 3.4.2 多级拓扑结构 |
| 3.5 本章小节 |
| 第四章 基于输出端包保序的交换架构功能设计 |
| 4.1 令牌调度方案 |
| 4.2 流控方案 |
| 4.2.1 LCFC流控 |
| 4.2.2 UCFC流控 |
| 4.2.3 MCFC流控 |
| 4.2.4 PGCFC流控 |
| 4.3 链路故障下基于Bundle连接的负载均衡方案 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于输出端包保序交换架构仿真验证 |
| 5.1 仿真建模设计 |
| 5.1.1 FAP节点建模 |
| 5.1.2 CM节点建模 |
| 5.1.3 规模化网络拓扑自动生成方法 |
| 5.2 仿真结果分析 |
| 5.2.1 交换架构性能测试 |
| 5.2.1.1 不同流量下交换架构性能测试 |
| 5.2.1.2 不同包长下交换架构性能测试 |
| 5.2.1.3 混合业务下交换架构性能测试 |
| 5.2.1.4 信元丢失对交换架构性能的影响 |
| 5.2.1.5 仿真分析 |
| 5.2.2 链路故障下的基于Bundle连接的负载均衡测试 |
| 5.2.2.1 三种负载均衡方案的功能测试 |
| 5.2.2.2 三种负载均衡方案的性能测试 |
| 5.3 本章小节 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文小结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间取得的成果 |
（5）可扩展多级多平面交换网络及调度算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景和意义 |
| 1.1.1 时代的需求 |
| 1.1.2 交换结点的性能现状 |
| 1.1.3 本论文研究的重要意义 |
| 1.2 可扩展交换结构及调度算法概述 |
| 1.2.1 交换结构的发展 |
| 1.2.2 可扩展交换结构 |
| 1.2.3 调度算法概述 |
| 1.3 本论文的主要贡献 |
| 1.4 本论文的结构安排 |
| 第二章 单级交换结构及调度算法 |
| 2.1 单级交换结构(Crossbar) |
| 2.1.1 输出排队结构-OQ |
| 2.1.2 输入排队结构-IQ |
| 2.1.3 虚拟输出队列结构-VOQ结构 |
| 2.1.4 组合输入-输出排队结构-CIOQ |
| 2.2 高性能路由器的调度算法 |
| 2.2.1 调度算法的性能指标 |
| 2.2.2 基本模型 |
| 2.2.3 基于二分图匹配的调度算法 |
| 2.2.4 基于轮询迭代的匹配算法 |
| 2.2.5 确定型调度算法 |
| 2.2.6 负载均衡的BvN结构 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 Multi-log2N交换结构及调度算法 |
| 3.1 Log2N自选网络 |
| 3.1.1 相关术语 |
| 3.1.2 Log2N网络 |
| 3.1.3 Log2N网络属性 |
| 3.2 Multi-log2N交换网络 |
| 3.2.1 水平级联Multi-log2N网络 |
| 3.2.2 垂直堆叠Multi-log2N网络 |
| 3.3 VS-Multi-log2N网络的路由控制算法 |
| 3.3.1 VS-Multi-log2N路由控制算法相关研究 |
| 3.3.2 基于冲突链路集的控制算法 |
| 3.3.3 基于置换多重分解的控制算法 |
| 3.4 VS-Multi-log2N网络性能分析模型 |
| 3.4.1 相关流量分析模型 |
| 3.4.2 无限容量的输出队列 |
| 3.4.3 有限容量的输出队列 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 Multi-Clos交换结构及调度算法 |
| 4.1 Clos网络模型及路由特性 |
| 4.2 Clos网络控制算法相关研究 |
| 4.3 基于矩阵分解的并行路由指派算法 |
| 4.3.1 基本概念及条件假设 |
| 4.3.2 矩阵分解算法 |
| 4.3.3 算法正确性证明 |
| 4.3.4 算法的并行实现 |
| 4.3.5 算法性能分析 |
| 4.4 带自主授权的CRRD控制算法 |
| 4.4.1 CRRD算法简介 |
| 4.4.2 CRRD-AG算法 |
| 4.4.3 交换信息量的比较 |
| 4.4.4 CRRD-AG算法迭代次数分析 |
| 4.4.5 仿真实验及性能分析 |
| 4.5 Multi-Clos交换网络结构 |
| 4.6 Multi-Clos网络的分组调度 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 Log2N网络与Clos网络的比较 |
| 5.1 结构属性 |
| 5.2 路由属性 |
| 5.3 阻塞属性 |
| 5.4 阻塞问题的解决方案 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 可扩展交换网络的应用前景 |
| 6.3 后续研究工作展望 |
| 致谢 |
| 参与文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（6）高性能交换结构综述（论文提纲范文）
| 0引言 |
| 1 单级 Crossbar 交换网络 |
| 2 多级交换网络 |
| 2. 1 k 元 n 方网络 |
| 2. 2 两级交换网络 |
| 2. 3 PPS |
| 2. 4 三级 Clos 交换网络 |
| 3 多平面多级交换网络 |
| 4 总结与展望 |
（7）多级分组交换网络中基于负载均衡的调度算法研究（论文提纲范文）
| 作者简介 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 高速、大容量路由交换设备发展的必要性 |
| 1.1.2 路由交换设备体系结构发展 |
| 1.1.3 交换网络的地位和作用 |
| 1.2 单级交换网络研究概述 |
| 1.2.1 单级Crossbar交换网络结构发展 |
| 1.2.2 输入排队交换的调度算法研究成果 |
| 1.3 多级分组交换网络主要存在问题 |
| 1.4 论文的主要贡献及结构安排 |
| 第二章 交换网络结构及调度算法研究基础 |
| 2.1 三级Clos交换网络研究 |
| 2.1.1 系统模型 |
| 2.1.1.1 面向电路交换网络的阻塞性能研究 |
| 2.1.1.2 面向分组交换网络的调度算法研究 |
| 2.1.2 SSS结构三级Clos网络 |
| 2.1.3 MSM结构三级Clos网络 |
| 2.1.4 MMM结构三级Clos网络 |
| 2.1.5 存在问题 |
| 2.2 两级负载均衡交换的按序调度算法 |
| 2.2.1 基本结构 |
| 2.2.2 LB交换中针对乱序问题的解决方案 |
| 2.3 Crossbar交换网络的多播调度算法 |
| 2.3.1 多播信元入队方案 |
| 2.3.2 多播信元调度算法 |
| 2.4 交换机仿真业务模型 |
| 2.4.1 流量的到达过程 |
| 2.4.2 流量的分布 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 各级带缓存Clos网络的按序调度算法研究 |
| 3.1 MMM结构Clos网络已有的按序调度算法 |
| 3.2 输入输出级周期轮转的按序调度算法（EPF） |
| 3.2.1 交换网络结构 |
| 3.2.2 MMM结构Clos网络按序调度算法设计 |
| 3.2.3 稳定性分析 |
| 3.2.4 复杂度分析 |
| 3.2.5 仿真结果和性能分析 |
| 3.3 输入级周期轮转的按序调度算法（FIM3） |
| 3.3.1 交换网络结构 |
| 3.3.2 MMM结构Clos网络按序调度算法设计 |
| 3.3.3 按序调度分析 |
| 3.3.4 仿真结果和性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 各级带缓存Clos网络的多播调度算法研究 |
| 4.1 中间级带缓存Clos网络已有的多播调度算法 |
| 4.1.1 已有的多播调度算法 |
| 4.1.2 输入级模块的负载均衡策略 |
| 4.2 MMM结构Clos网络基于帧的多播调度算法（FMClos） |
| 4.2.1 交换网络结构 |
| 4.2.2 MMM结构Clos网络多播调度算法 |
| 4.3 仿真结果和性能分析 |
| 4.3.1 交换网络参数的设置 |
| 4.3.2 均匀业务下的性能 |
| 4.3.3 突发业务下的性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 输入输出级带缓存Clos网络的加权调度算法研究 |
| 5.1 MSM结构Clos网络已有的加权匹配调度算法 |
| 5.1.1 引言 |
| 5.1.2 MWMD算法及稳定性证明 |
| 5.2 MSM结构Clos网络分布式加权匹配调度算法（DWMD） |
| 5.2.1 交换网络结构 |
| 5.2.2 启发式加权匹配调度算法DWMD iLQF |
| 5.2.3 随机化加权匹配调度算法DWMD SERENA |
| 5.3 算法特性分析 |
| 5.4 仿真结果和性能分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 输入输出级带缓存Clos网络的多播调度算法研究 |
| 6.1 现有Clos网络多播调度研究及存在问题 |
| 6.2 基于静态轮询的单多播集成调度算法（MUSRRD） |
| 6.2.1 交换网络结构 |
| 6.2.2 三级Clos网络的单多播集成调度算法 |
| 6.3 仿真结果和性能分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果 |
（8）面向可重构服务承载网的分域交换技术研究（论文提纲范文）
| 表目录 |
| 图目录 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 传统网络体系交换技术面临的困境 |
| 1.1.2 柔性网络体系交换技术的解决思路 |
| 1.2 交换技术相关研究 |
| 1.2.1 分组交换系统性能评价参数 |
| 1.2.2 单级单平面交换系统 |
| 1.2.3 多级互连交换系统 |
| 1.2.4 交换技术相关研究总结 |
| 1.3 主要研究内容与贡献 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第二章 单端口单 RSCN 最长队列优先分域调度算法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 分域调度思想 |
| 2.2.1 RSCN 的基本构建原理 |
| 2.2.2 单端口单 RSCN 交换分域匹配 |
| 2.2.3 基于 Crossbar 的分域原理 |
| 2.3 最长队列优先的分域调度 |
| 2.3.1 最长队列优先分域调度模型 |
| 2.3.2 最长队列优先分域调度算法 |
| 2.4 仿真实验 |
| 2.4.1 相对运算复杂度仿真比较 |
| 2.4.2 时延仿真比较 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 单端口多 RSCN 分域承载组调度算法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 分域承载组调度原理 |
| 3.2.1 单端口多 RSCN 分域匹配 |
| 3.2.2 分层混合调度研究 |
| 3.2.3 分域承载组调度策略 |
| 3.3 分域承载组调度算法 |
| 3.3.1 承载组内调度 |
| 3.3.2 域内调度 |
| 3.3.3 输出端口调度 |
| 3.4 性能分析及仿真比较 |
| 3.4.1 性能分析 |
| 3.4.2 仿真实验 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 中间级缓存负载均衡可扩展分域调度模型及算法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Clos 交换网络分域模型 |
| 4.2.1 基本 Clos 交换结构分域 |
| 4.2.2 Crossbar 交换单元分域情况 |
| 4.2.3 Clos 交换分域调度模型 |
| 4.3 中间级缓存负载均衡分域调度算法 |
| 4.3.1 输入级调度 |
| 4.3.2 中间级调度 |
| 4.3.3 输出级调度 |
| 4.3.4 一种包保序的方法 |
| 4.4 仿真实验 |
| 4.4.1 吞吐量性能 |
| 4.4.2 复杂度分析 |
| 4.4.3 时延性能 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 非均匀业务源条件下分域自路由交换模型 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 自路由原理 |
| 5.2.1 基于比特置换表示的 Banyan 类网络 |
| 5.2.2 基于比特置换的自路由原理 |
| 5.2.3 分域自路由交换原理 |
| 5.3 一种基于群组集线器的分域交换网络结构 |
| 5.4 非均匀业务源自路由阻塞率模型 |
| 5.4.1 贝努利非均匀业务源输入 |
| 5.4.2 自路由路径的确定 |
| 5.4.3 阻塞率的迭代过程 |
| 5.5 仿真实验 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 混合单组播部分扇出分域自路由交换模型 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 引入布尔单元的基本交换结构 |
| 6.3 逐级部分扇出组播交换阻塞率模型 |
| 6.3.1 部分扇出自路由机制 |
| 6.3.2 单组播混合交换阻塞率模型 |
| 6.4 仿真实验 |
| 6.4.1 单组播阻塞率仿真实验 |
| 6.4.2 组播扇出率仿真实验 |
| 6.4.3 组播时延仿真实验 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 输入分割输出重组的负载均衡分域自路由交换模型 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 LB-ISOA 自路由交换模型 |
| 7.2.1 LB-ISOA 基本交换结构 |
| 7.2.2 LB-ISOA 自路由调度算法 |
| 7.2.3 LB-ISOA 缓存设置 |
| 7.3 性能分析及仿真实验 |
| 7.3.1 吞吐量分析及仿真 |
| 7.3.2 时延分析及仿真 |
| 7.4 小结 |
| 第八章 结束语 |
| 8.1 本文的创新性研究成果 |
| 8.2 本文下一步工作 |
| 参考文献 |
| 作者简历 攻读博士学位期间完成的主要工作 |
| 致谢 |
（10）基于一体化网络的并行分组交换技术研究（论文提纲范文）
| 表目录 |
| 图目录 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 相关研究工作回顾 |
| 1.2.1 输出排队交换结构 |
| 1.2.2 输入排队交换结构 |
| 1.2.3 联合输入输出排队交换结构 |
| 1.2.4 联合输入交叉点排队交换结构 |
| 1.2.5 并行分组交换结构 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 1.4 论文的结构安排 |
| 第二章 解复用器和复用器不带缓存的分布式并行分组交换机制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 相关工作 |
| 2.3 BDMPPS 交换结构 |
| 2.4 BDMPPS 调度算法 |
| 2.4.1 BDMPPS 解复用器算法 |
| 2.4.2 BDMPPS 复用器算法 |
| 2.4.3 算法性能比较 |
| 2.5 性能模拟与分析 |
| 2.5.1 实验环境及相关参数 |
| 2.5.2 仿真结果分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于CIOQ 的并行分组交换机制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 相关工作 |
| 3.3 PDPPS 交换结构 |
| 3.4 PDPPS 调度算法 |
| 3.4.1 负载均衡的分布式分组分派算法 |
| 3.4.2 中间层交换平面 |
| 3.4.3 分布式分组保序重组算法 |
| 3.4.4 理论性能分析 |
| 3.5 实现中的一些问题 |
| 3.6 性能模拟与分析 |
| 3.6.1 实验环境及相关参数 |
| 3.6.2 仿真结果分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 基于CICQ 的并行分组交换机制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 交换结构 |
| 4.3 调度算法 |
| 4.3.1 CDPPS 解复用器调度算法 |
| 4.3.2 CDPPS 平面调度算法 |
| 4.3.3 CDPPS 复用器调度算法 |
| 4.3.4 性能分析 |
| 4.4 仿真分析 |
| 4.4.1 实验环境及相关参数 |
| 4.4.2 仿真结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 支持服务质量的异构并行交换机制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 业务类的划分 |
| 5.3 交换结构 |
| 5.3.1 HPSA 结构 |
| 5.3.2 解复用器结构 |
| 5.3.3 复用器结构 |
| 5.4 调度算法 |
| 5.4.1 负载均衡的解复用器调度算法 |
| 5.4.2 复用器调度算法 |
| 5.5 仿真分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 支持组播的并行分组交换机制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 相关工作 |
| 6.3 交换结构 |
| 6.4 调度算法 |
| 6.4.1 解复用器调度算法 |
| 6.4.2 复用器调度算法 |
| 6.4.3 中间层平面调度 |
| 6.5 单组播可变比例动态调度 |
| 6.6 仿真分析 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 基于一体化网络的交换系统设计方案 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 USS 交换系统结构 |
| 7.3 USS 调度机制 |
| 7.3.1 USS 解复用器调度算法 |
| 7.3.2 USS 复用器调度算法 |
| 7.3.3 USS 异构平面调整机制 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 结束语 |
| 8.1 本文工作总结 |
| 8.2 下一步需要研究的问题 |
| 参考文献 |
| 作者简历 攻读博士学位期间完成的主要工作 |
| 致谢 |
四、并行交换中支持包保序的缓存结构及调度算法（论文参考文献）
- [1]高性能路由器多级缓存架构设计与实现[D]. 赵鹏程. 北京邮电大学, 2021
- [2]基于AXIS的Clos结构高速交换网络的设计与实现[D]. 陶亮. 电子科技大学, 2020(07)
- [3]基于变长包的大容量交换网络研究[D]. 王钰中. 电子科技大学, 2017(07)
- [4]基于输出端包保序的交换网络架构研究[D]. 袁杭江. 电子科技大学, 2016(02)
- [5]可扩展多级多平面交换网络及调度算法研究[D]. 刘晓锋. 电子科技大学, 2015(03)
- [6]高性能交换结构综述[J]. 周志强,徐展琦,张晓磊,杨帆,丁喆. 计算机应用研究, 2015(04)
- [7]多级分组交换网络中基于负载均衡的调度算法研究[D]. 高雅. 西安电子科技大学, 2014(01)
- [8]面向可重构服务承载网的分域交换技术研究[D]. 张博. 解放军信息工程大学, 2012(06)
- [9]可行的基于CIOQ的并行分组交换结构[J]. 任涛,兰巨龙,扈红超. 通信学报, 2011(05)
- [10]基于一体化网络的并行分组交换技术研究[D]. 任涛. 解放军信息工程大学, 2011(07)