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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:涂志穎
研究生(外文):Chih-Ying Tu
論文名稱:使用雙層級架構設計簡單且高效能的交換機
論文名稱(外文):Design a Simple and High Performance Switch Using the Two-stage Architecture
指導教授:張正尚
指導教授(外文):Cheng-Shang Chang
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:通訊工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:英文
中文關鍵詞:雙層級式交換機重組次序輸入緩衝型交換機非各態歷經模式滑動轉盤演算法
外文關鍵詞:two-stage switchesre-sequencinginput-buffered switchesnon-ergodic modeiSLIP
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近來的交換機研究中,最熱門的當屬雙層級交換機,因為它不像一般的輸入緩衝型交換機,必須花費額外的溝通與計算來找尋輸入與輸出端的配對,所以它的硬體複雜度低,因而更能容易的擴充與實現,但是雙層級交換機的主要缺點就是封包會次序倒錯。雖然有一些文獻中已提出一些解決封包次序倒錯的方法,但是往往不是程序過於複雜就是需大量額外的硬體,這就破壞了設計簡化的原則。本篇論文的主要目的就是利用雙層級架構來設計一個簡單且高效能的的交換機來解決封包次序倒錯的問題,因此我們主要會討論交換機緩衝器的設計問題,來達到我們設計預期的目標,這幾個緩衝器的設計問題分別是重新排序緩衝器、中央緩衝器,以及輸入端緩衝器。文中我們會提出重新排序緩衝器如何有效率地設計以及其與中央緩衝器的關係,利用電腦模擬的結果來設計中央緩衝器的容量大小,使得交換機系統有合理夠高的交換率和可以容忍的平均時間延遲。並且使用虛擬輸出佇列來當輸入緩衝器,以解決爆發性大流量的情形。我們並發現使用虛擬輸出佇列時必須小心設計選擇輸出的決策,以免系統會陷入非各態歷經模式的麻煩,因此我們在不額外做資料的蒐集與計算之下,嘗試用引入亂數的方法解決此問題,並闡述引入亂數對系統的影響。
Recently, there is tremendous interest in the research of two-stage switches. Unlike input-buffered switches, two-stage switches do not need to find matchings between inputs and outputs. As such, they are much easier to scale and much simpler to implement. However, two-stage switches usually suffer from the out-of-sequence problem. Though there are several methods proposed in the literature to solve such a problem, these proposed methods require either complex scheduling or additional hardware, which defeats the purpose of design simplicity. To design a simple and high performance switch using the two-stage architecture, we address three buffer design problems in this paper:
re-sequencing buffers, central buffers and input buffers.
We show that the size of the re-sequencing buffer needs to be proportional to the size of the central buffer to ensure that no packets are lost due to re-sequencing. Via simulations, we find that a moderate size of
central buffer yields good throughput when traffic is not bursty. However, when the traffic is bursty, one needs to address the head-of-line blocking (HOL) problem at the input. We also find that using the round-robin service policy for multiple virtual output queues (VOQ) at inputs may exhibit a catastrophic phenomenon, called a non-ergodic mode. When a switch is trapped in a non-ergodic mode,
its throughput is sharply reduced. To solve such a problem
in input buffers, we show that one may introduce "randomness" into a switch to jump out of a non-ergodic mode.
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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