[发明专利]一种前置的连续反馈型两级交换结构的工作方法

说明书

本发明公开了一种前置的连续反馈型两级交换结构的工作方法，两级交换结构包括两级crossbar和两级缓存，第一级crossbar之前设置输入缓存VOQ1，第一级crossbar和第二级crossbar之间设置中间缓存VOQ2；输入缓存VOQ1和中间缓存VOQ2均采用VOQ缓冲模式；本发明能够在有效扩展调度算法可执行时间的同时提供较优的时延性能，无需更改现有基于crossbar的数据传输控制机制，也无需付出额外的硬件开销且与现有交换设备的控制机制兼容，可用较低的成本将本发明方法用于现有的交换设备。

技术领域

本发明涉及互联网信息传输技术领域，具体涉及一种前置的连续反馈型两级交换结构的工作方法。

背景技术

目前交换机和路由器的数据转发速率远远低于光纤的数据传输速率，这使得网络中继设备成为Internet数据传输带宽的瓶颈；影响交换机和路由器转发能力的关键因素是其所采用的交换结构及其调度算法；为尽可能提高网络设备的数据转发速率，网络和通信业界从交换结构及其调度算法的角度入手进行了相关研究；由于Internet数据流具有自相似特性，因此传统的交换结构，如IQ、CICQ等，在自相似业务流环境中其交换性能随负载率的上升而迅速恶化；C.S.Chang等提出的负载均衡结构能够有效地到达输入端的突发数据流均匀散布到第二级缓存；因而能够较好的适应自相似业务流，但该结构存在性能不够理想和信元失序两方面的问题；针对这一问题，胡冰等提出一种基于反馈机制的两级交换结构FTSA，如图1所示；FTSA通过中间端口的反馈机制将目标端口处的缓存队列状态数据提供给输入端口作为调度的依据，从而获得了较为理想的时延性能；同时其特殊的crossbar连接模式也能够避免信元在输出端失序；然而FTSA要求调度算法在crossbar重配置时间内完成；crossbar重配置时间取决于电子元器件的开关速度，就当今的微电子技术而言，其耗时约为纳秒级；而常规的算法如RR、LQF和EDF在最坏的情况下需要比较N次，这使得FTSA优异的理论性能实际上是无法实现的。

现有解决方案FFTS(2010102782679)通过将反馈时间提前到每个时隙之初的方法实现了对调度算法可执行时间的扩展；然而该方法却因为提前反馈的信息局部失实而导致在中间缓存处出现信元冲突问题；为解决这些问题，FFTS采用双信元缓冲模式，且需要在输出端口设置重排序缓存来调整信元离开交换机的顺序；这使得FFTS在解决FTSA算法执行时间限制的同时付出了交换结构和交换流程复杂化、硬件开销剧增以及时延性能恶化的代价。

发明内容

本发明提供一种能够有效扩展调度算法可执行时间，同时提供较优时延性能的前置的连续反馈型两级交换结构的工作方法。

本发明采用的技术方案是：一种前置的连续反馈型两级交换结构的工作方法，所述两级交换结构包括两级crossbar和两级缓存，第一级crossbar记为X1，第二级crossbar记为X2，X1之前设置输入缓存VOQ1，X1和X2之间设置中间缓存VOQ2；输入缓存VOQ1和中间缓存VOQ2均采用VOQ缓冲模式；两级crossbar采用错列对称连接模式；

t时隙的工作方法包括以下步骤：

步骤1：输入端口I_i开始将其上一时隙的调度结果数据S_i(t-1)沿X1传输给中间端口M_j；中间端口M_j开始将其缓存队列状态数据Q_j(t^b)沿X2传输给输出端口O_i-1；输入端口I_i-1开始对t时隙开始时刻的本地缓存队列状态数据L_i-1(t^b)进行预处理；