為了降低數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的延遲和功耗,設(shè)計(jì)了一種超低延遲的控制平面,包括2個(gè)FPGA板,由分立光學(xué)元件組成的一個(gè)2×2縱橫式光交換機(jī)。通過(guò)高速調(diào)度和在并行波分復(fù)用信道上的預(yù)測(cè)性分組傳輸,實(shí)現(xiàn)了納秒級(jí)的分組交換。為了縮短關(guān)鍵路徑,提出了一種兩階段分配電路設(shè)計(jì),將仲裁和新授權(quán)的生成分為兩個(gè)流水線階段;以并行的方式分別執(zhí)行新的服務(wù)器請(qǐng)求和來(lái)自交換機(jī)的緩沖器請(qǐng)求。所提設(shè)計(jì)在32×32的縱橫式光交換機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,在全容量下保持低于10μs的平均端到端延遲,實(shí)現(xiàn)55. 2 ns的最小端到端延遲。 

【文章來(lái)源】：兵器裝備工程學(xué)報(bào). 2020,41(05)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

調(diào)度器處捕捉到的控制進(jìn)程計(jì)時(shí)曲線

1)控制路徑信號(hào)。當(dāng)調(diào)度器將交換機(jī)輸出端口依次授權(quán)至兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口時(shí)，其控制進(jìn)程計(jì)時(shí)曲線如圖6，可以看出，來(lái)自兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口(探針C0和C1)的請(qǐng)求以固定時(shí)間差到達(dá)調(diào)度器。由于在每個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口處生成的請(qǐng)求的寬度為12.8 ns，一些請(qǐng)求可能會(huì)被寄存兩次(取決于相對(duì)調(diào)度器時(shí)鐘邊沿的到達(dá)時(shí)間)。此處，調(diào)度器將輸出端口(探針C4和C5)授權(quán)至最先請(qǐng)求的網(wǎng)絡(luò)接口，然后在下一個(gè)調(diào)度輪中將端口授權(quán)至另一個(gè)接口。來(lái)自兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口的請(qǐng)求之間的最小間隔為。在運(yùn)行在調(diào)度器時(shí)鐘周期的ILA上，最小請(qǐng)求間隔為。2)數(shù)據(jù)路徑信號(hào)。實(shí)驗(yàn)表明:來(lái)自不同網(wǎng)絡(luò)接口的數(shù)據(jù)包之間的最小時(shí)間間隔為32 ns，主要源自控制平面的異步性。由此，吞吐量為(6.4/32)×100%=20%。利用同步的控制平面，來(lái)自不同源的數(shù)據(jù)包以Tscheduler為間隔，則最大吞吐量為(Tscheduler-tswitch)/Tscheduler×100=69%。

圖8給出了50%負(fù)載下，兩種分配電路的數(shù)據(jù)包端到端延遲的累積分布。在10μs的窗口上，兩種設(shè)計(jì)均以最小端到端延遲成功接收10%以上的數(shù)據(jù)包。單階段分配電路的平均端到端延遲為172.5 ns。在該延遲數(shù)值下，兩階段分配電路提升了27%的分組交換量。此外，對(duì)于單階段和兩階段分配電路，95%的數(shù)據(jù)包分別在71.2～377.5 ns范圍和55.2～219.6 ns的范圍內(nèi)接收，兩階段分配設(shè)計(jì)降低了158.6 ns的最長(zhǎng)可能延遲。3 結(jié)論

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于RSOA再調(diào)制WDM-PON的移動(dòng)前傳調(diào)制方式[J]. 張春蕾,趙凱,楊勛發(fā).  光通信技術(shù). 2018(02)
[2]RESSP:基于FPGA的可重構(gòu)SDN交換結(jié)構(gòu)[J]. 何璐蓓,厲俊男,楊翔瑞,孫志剛.  計(jì)算機(jī)科學(xué). 2018(01)
[3]基于多業(yè)務(wù)的衛(wèi)星光網(wǎng)絡(luò)波長(zhǎng)路由算法研究[J]. 劉慶利,姚俊飛,劉治國(guó).  系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2017(08)
[4]云計(jì)算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)綜述[J]. 王斌鋒,蘇金樹,陳琳.  計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2016(09)
[5]基于SV語(yǔ)言的RFID標(biāo)簽芯片數(shù)字系統(tǒng)驗(yàn)證平臺(tái)設(shè)計(jì)[J]. 黃鳳英.  中國(guó)集成電路. 2016(03)

碩士論文
[1]波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)支持云計(jì)算路由技術(shù)研究[D]. 何源.南京郵電大學(xué) 2017
[2]基于物聯(lián)網(wǎng)仿真平臺(tái)的動(dòng)態(tài)可配置網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 陳博.北京郵電大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3231021