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戴 艺,苏金树,孙志刚.一种维序的基于组合输入输出排队的并行交换结构.软件学报,2008,19(12):3207-3217
一种维序的基于组合输入输出排队的并行交换结构
A Parallel Packet Switch Achieving In-Order Cell Delivery with Combined-Input-and-Output Queuing Switches
投稿时间:2007-02-13  修订日期:2007-09-19
DOI:
中文关键词:  交换结构  IOQ PPS(in-order queuing parallel packet switch)  组合输入输出排队交叉开关  并行报文交换  信元按序发送
英文关键词:switch architecture  IOQ PPS (in-order queuing parallel packet switch)  CIOQ switch  parallel packet switch  in-order cell delivery
基金项目:Supported by the National Natural Science Foundation of China under Grant No.90604006 (国家自然科学基金); the National Basic Research Program of China under Grant No.2003CB314802 (国家重点基础研究发展计划(973))
作者单位
戴 艺 国防科学技术大学 计算机学院,湖南 长沙 410073 
苏金树 国防科学技术大学 计算机学院,湖南 长沙 410073 
孙志刚 国防科学技术大学 计算机学院,湖南 长沙 410073 
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中文摘要:
      提出一种按序排队(in-order queuing,简称IOQ)PPS体系结构,通过在分流控制器引入固定尺寸的缓冲区,实现负载在每个交换平面的均匀分配;中间层组合输入输出排队(combined input-and-output queuing,简称CIOQ)交换平面受控于中央调度器,在每个时间槽(time slot),中央调度器将同一种匹配实施到每一个交换平面,称之为同步调度策略.可以证明,在该体系结构下,轮询(round robin)分派算法配合同步调度策略可以保证同一条流的信元按序从交换平面读出.进一步提出了严格最长队列优先同步调度算法,极大地减少了中央调度器需要维护的状态信息和信元重定序开销.与目前主流的PPS设计相比,IOQ PPS(in-order queuing parallel packet switch)实现机制简单,易于硬件实现.模拟结果表明,IOQ PPS具有最优的延迟性能.
英文摘要:
      An in-order queuing (IOQ) PPS architecture proposed in this paper uses a small fixed-size buffer in the demultiplexor to distribute traffic equally among switch planes, with central combined input-and-output queuing (CIOQ) switch planes under the control of a single scheduler that applies the same matching at each of the parallel switch planes during each cell slot. This operation is called synchronous scheduling. It is proved that the round robin demultiplexing algorithm along with synchronous scheduling guarantees cells of a flow can be read in order from the output queues of the switch planes. Furthermore, by using a synchronous scheduling called strict longest queue first (SLQF) algorithm this scheme reduces considerably not only the amount of state information required by the scheduler, but the communication overhead required to achieve cell reordering. Compared with existing PPS designs, IOQ PPS (in-order queuing parallel packet switch) is more practical to implement in hardware because of its simple implementation mechanisms, as the experimental results demonstrate, and it offers the best delay performance.
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