【摘要】：隨著高速光傳輸技術和智能光網(wǎng)絡技術的不斷成熟，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信息容量急劇膨脹和網(wǎng)絡業(yè)務多樣化的需求，T比特路由器將成為通信骨干網(wǎng)中不可缺少的關鍵設備。 并行交換結構在路由器中的應用使流量平衡問題成為路由器研究中的重要問題，變長分組交換技術給流量平衡機制帶來了全新的挑戰(zhàn)。本文對變長分組并行交換的流量平衡問題進行了分析和研究，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)務流保序的流量平衡結構LBFOK，并給出了以上流量平衡機制的性能分析。本文設計了帶反饋PLC_LBA算法的硬件實現(xiàn)方案，該方案在國家863重大課題《可擴展到T比特的高性能IPv4／v6路由器基礎平臺及實驗系統(tǒng)》中得到了成功應用。 本文的主要貢獻和工作包括以下幾個方面： 1．提出了并行交換結構的流量平衡模型，并給出性能評估模型和性能指標定義，為流量平衡算法的研究提供了理論依據(jù)； 2．針對變長分組交換方式提出了一種基于IP分組長度分類的PLCLB流量平衡結構，并給出PLC_LBA、帶反饋的PLC_LBA兩種基于分組長度分類的變長分組流量平衡算法，以及一種動態(tài)分配變長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論； 3．針對流量平衡過程中同一業(yè)務流的分組失序問題提出了LBFOK路由保序流量平衡結構和PDFC流量平衡算法，分析表明LBFOK結構和基于流分類的PDFC算法具有負載平衡、流保序等優(yōu)點； 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制，給出實現(xiàn)方案，該方案已在國家863重大課題《可擴展到T比特的高性能IPv4／v6路由器基礎平臺及實驗系統(tǒng)》中得到成功應用并通過性能測試。
【圖文】：

否則發(fā)送SD*字節(jié)的分組到該隊列中。然后，流量平衡器檢查隊列Q(i，k)是否滿，，如果未滿，將k移到ULList的最后，否則直接進行下一次流量平衡。圖11給出了流量平衡過程。假設在第一個分組分配時各個交換隊列的長度如圖所示。第一輪分配時，因為第一個交換隊列 FIFOQI未滿且高于門限T，流量平衡器將一個完整分組直接發(fā)送其中;第二個交換隊列 FIFOQZ的長度低于門限T，流量平衡器發(fā)送SDZ字節(jié)的分組到該交換隊列中;第三個交換隊列FIFO已已滿，流量平衡器跳過已;而g，…，Q‘隊列都未滿且隊列長度高于門限T，流量平衡器各向這些交換單元發(fā)送一個完整分組。，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)和處理分組的運算量。假設從流量平衡器處理第一個分組第33頁

通道數(shù)據(jù)寬度選擇及綁定設計: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)進行發(fā)送，16bitxl25MxZ=4GbPs。我們選用16個差分通道即可滿足設計需求，兩個差分通道綁定為一8路，其中4路連接到本機架內的4個交換單元，另外4路連接到外PGA中每兩個高速通道綁定發(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部的128比特寬的數(shù)據(jù)轉換為后由FPGA的高速1/0完成并一串轉換送到輸出光器件，完成電令光。平衡模塊硬件實現(xiàn)平臺流量平衡模塊的硬件平臺的實物圖。
【學位授予單位】：解放軍信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：TP338.6;TP311.52

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