【摘要】：目前路由器不僅要滿足傳輸帶寬的需求,還需要保證用戶服務(wù)質(zhì)量。業(yè)務(wù)量管理器是路由器中的一個重要芯片,負(fù)責(zé)調(diào)度網(wǎng)絡(luò)流,為用戶提供服務(wù)質(zhì)量保證。單個業(yè)務(wù)量管理器所能支持的帶寬受限于硬件的工作頻率、數(shù)據(jù)總線、設(shè)計(jì)工藝等,難以滿足高速率接口,如100Gb/s以太網(wǎng)的要求。又由于路由器內(nèi)部的空間非常擁擠,如果在路由器的一塊線卡上部署多個業(yè)務(wù)量管理器芯片以滿足高帶寬的需求,將使得線路板體積增大,成本和功耗也相應(yīng)增大。為提高單個業(yè)務(wù)量管理器芯片的處理能力,該文設(shè)計(jì)了一種支持多線程處理的并行化調(diào)度器。并行化調(diào)度器采用二級調(diào)度策略,能夠在不提高系統(tǒng)內(nèi)部時鐘頻率的基礎(chǔ)上,成倍提高業(yè)務(wù)量管理器的調(diào)度速度;而且并行化調(diào)度器共享片外存儲器,可以充分利用存儲器帶寬,減少存儲器數(shù)目。性能評價(jià)結(jié)果表明:利用支持4線程的并行化調(diào)度器實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)量管理器的最大支持帶寬可提高3倍;相比于部署4個業(yè)務(wù)量管理器芯片的方案,4線程方案的片內(nèi)存儲開銷、邏輯開銷和存儲器使用數(shù)量分別降低了7.1%、36.2%和75%,而且4線程方案的部署空間和存儲器功耗開銷都降低了75%。
[Abstract]:At present, routers not only need to meet the needs of transmission bandwidth, but also need to ensure the quality of service of users. Traffic manager is an important chip in router, which is responsible for scheduling network flow and providing quality of service assurance for users. The bandwidth supported by a single traffic manager is limited by the working frequency of hardware, data bus, design process and so on, so it is difficult to meet the requirements of high rate interface, such as 100Gb/s Ethernet. Because the internal space of the router is very crowded, if multiple traffic manager chips are deployed on one line card of the router to meet the needs of high bandwidth, the volume of the circuit board will be increased, and the cost and power consumption will also be increased accordingly. In order to improve the processing ability of a single traffic manager chip, a parallel scheduler supporting multi-thread processing is designed in this paper. Parallel scheduler adopts two-level scheduling strategy, which can double the scheduling speed of traffic manager without increasing the internal clock frequency of the system, and the parallel scheduler shares off-chip memory, which can make full use of memory bandwidth and reduce the number of memory. The results of performance evaluation show that the maximum support bandwidth of traffic manager implemented by parallel scheduler supporting 4 threads can be increased by three times. Compared with the scheme of deploying four traffic manager chips, the on-chip storage overhead, logical overhead and memory usage of the 4-thread scheme are reduced by 7.1%, 36.2% and 75%, respectively, and the deployment space and memory power consumption overhead of the four-thread scheme are reduced by 75%.
【作者單位】： 清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(61073171)
【分類號】：TP393.05

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本文編號：2525067