【摘要】：隨著高速光傳輸技術(shù)和智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷成熟，現(xiàn)代通信網(wǎng)正朝著高速化和寬帶化的方向演變。作為高性能寬帶信息網(wǎng)的重中之重，高性能路由器必須適應(yīng)信息容量急劇膨脹和網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)多樣化的需求，T比特路由器將成為通信骨干網(wǎng)中不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備。 并行交換結(jié)構(gòu)在路由器中的應(yīng)用使流量平衡問(wèn)題成為路由器研究中的重要問(wèn)題，變長(zhǎng)分組交換技術(shù)給流量平衡機(jī)制帶來(lái)了全新的挑戰(zhàn)。本文對(duì)變長(zhǎng)分組并行交換的流量平衡問(wèn)題進(jìn)行了分析和研究，提出了PLC_LBA、帶反饋的PLC_LBA、PDDLB三種具有較高公平性的流量平衡算法以及一種支持業(yè)務(wù)流保序的流量平衡結(jié)構(gòu)LBFOK，并給出了以上流量平衡機(jī)制的性能分析。本文設(shè)計(jì)了帶反饋PLC_LBA算法的硬件實(shí)現(xiàn)方案，該方案在國(guó)家863重大課題《可擴(kuò)展到T比特的高性能IPv4／v6路由器基礎(chǔ)平臺(tái)及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)》中得到了成功應(yīng)用。 本文的主要貢獻(xiàn)和工作包括以下幾個(gè)方面： 1．提出了并行交換結(jié)構(gòu)的流量平衡模型，并給出性能評(píng)估模型和性能指標(biāo)定義，為流量平衡算法的研究提供了理論依據(jù)； 2．針對(duì)變長(zhǎng)分組交換方式提出了一種基于IP分組長(zhǎng)度分類的PLCLB流量平衡結(jié)構(gòu)，并給出PLC_LBA、帶反饋的PLC_LBA兩種基于分組長(zhǎng)度分類的變長(zhǎng)分組流量平衡算法，以及一種動(dòng)態(tài)分配變長(zhǎng)分組的流量平衡算法PDDLB，分析表明這三種算法都具有較高的公平性，得出帶反饋PLC_LBA算法的公平性最佳的結(jié)論； 3．針對(duì)流量平衡過(guò)程中同一業(yè)務(wù)流的分組失序問(wèn)題提出了LBFOK路由保序流量平衡結(jié)構(gòu)和PDFC流量平衡算法，分析表明LBFOK結(jié)構(gòu)和基于流分類的PDFC算法具有負(fù)載平衡、流保序等優(yōu)點(diǎn)； 4．基于公平性優(yōu)先的原則選擇帶反饋PLC_LBA算法作為T比特路由器的流量平衡機(jī)制，給出實(shí)現(xiàn)方案，該方案已在國(guó)家863重大課題《可擴(kuò)展到T比特的高性能IPv4／v6路由器基礎(chǔ)平臺(tái)及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)》中得到成功應(yīng)用并通過(guò)性能測(cè)試。
【圖文】：

否則發(fā)送SD*字節(jié)的分組到該隊(duì)列中。然后，流量平衡器檢查隊(duì)列Q(i，k)是否滿，，如果未滿，將k移到ULList的最后，否則直接進(jìn)行下一次流量平衡。圖11給出了流量平衡過(guò)程。假設(shè)在第一個(gè)分組分配時(shí)各個(gè)交換隊(duì)列的長(zhǎng)度如圖所示。第一輪分配時(shí)，因?yàn)榈谝粋�(gè)交換隊(duì)列 FIFOQI未滿且高于門限T，流量平衡器將一個(gè)完整分組直接發(fā)送其中;第二個(gè)交換隊(duì)列 FIFOQZ的長(zhǎng)度低于門限T，流量平衡器發(fā)送SDZ字節(jié)的分組到該交換隊(duì)列中;第三個(gè)交換隊(duì)列FIFO已已滿，流量平衡器跳過(guò)已;而g，…，Q‘隊(duì)列都未滿且隊(duì)列長(zhǎng)度高于門限T，流量平衡器各向這些交換單元發(fā)送一個(gè)完整分組。，臀華華黑卜衛(wèi)甄黔1.磷黝翼羹戴瀚凳蘸瀚圖11陽(yáng)OLS算法的性能分析流量平衡器POOL日算法的分組分配例圖下面分析該算法的公平指數(shù)和處理分組的運(yùn)算量。假設(shè)從流量平衡器處理第一個(gè)分組第33頁(yè)

通道數(shù)據(jù)寬度選擇及綁定設(shè)計(jì):MGT通道有兩種可選數(shù)據(jù)寬度:16流量平衡模塊與交換單元之間的互連速率為2.SGbPs，而FPGA的最，我們將流量平衡模塊MGT通道的數(shù)據(jù)寬度選擇為16比特，把兩作為一路數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送，16bitxl25MxZ=4GbPs。我們選用16個(gè)差分通道即可滿足設(shè)計(jì)需求，兩個(gè)差分通道綁定為一8路，其中4路連接到本機(jī)架內(nèi)的4個(gè)交換單元，另外4路連接到外PGA中每?jī)蓚�(gè)高速通道綁定發(fā)送數(shù)據(jù)，因此MGT輸出的數(shù)據(jù)寬度為MGT輸出程序需要將流量平衡模塊內(nèi)部的128比特寬的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為后由FPGA的高速1/0完成并一串轉(zhuǎn)換送到輸出光器件，完成電令光。平衡模塊硬件實(shí)現(xiàn)平臺(tái)流量平衡模塊的硬件平臺(tái)的實(shí)物圖。
【學(xué)位授予單位】：解放軍信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號(hào)】：TP338.6;TP311.52

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