專利名稱：基于兩級交換的負載均衡調(diào)度方法
技術領域：
本發(fā)明主要涉及到并行交換結構中的報文調(diào)度領域，特指一種在并行交換結構中實現(xiàn)負載均衡且報文保序的報文調(diào)度方法。
背景技術：
研究者采用主動測量和被動測量方式對報文亂序行為做了大量研究。J.Bennet在MAE-East ISP的交換中心測量了報文亂序情況，發(fā)現(xiàn)在重負載、網(wǎng)絡設備并行度高的測量環(huán)境下，報文亂序情況非常嚴重，90%以上的連接發(fā)生亂序。J.Bennett分析這種高亂序率主要來自網(wǎng)絡內(nèi)部的局部并行處理機制,包括并行交換設備和并行傳輸鏈路,并指出報文亂序不是網(wǎng)絡的病態(tài)行為。多數(shù)高性能并行交換結構存在報文亂序現(xiàn)象，例如負載均衡交換結構(load-balanced switch)、并行報文交換結構(parallel packet switch)、多級交換結構(mult1-level switch)等均受到報文亂序問題的困擾。深度并行設計給交換結構帶來了負載均衡和報文亂序兩大問題。負載均衡是實現(xiàn)延遲和吞吐率保證的關鍵，但負載均衡可能導致報文亂序，亂序報文會損害Internet網(wǎng)況，因為Internet廣泛使用的TCP傳輸協(xié)議會錯誤的將亂序報文看作是報文丟失擁塞發(fā)生的標志，從而引發(fā)不必要的重傳及TCP超時。這些重傳和超時將降低TCP吞吐率提高報文延遲，因此實現(xiàn)輸入流量負載均衡的同時保證報文的順序是極其必要的。防止報文亂序的方法可以分為兩類:1)限定亂序報文的數(shù)量，在輸出端設置容量有限的重定序緩沖區(qū)，用于重定序亂序報文；2)保證報文按照到達順序離開輸出端口，從而避免了報文亂序。由于緩沖區(qū)的容量有限，第一種方法只能處理一定范圍內(nèi)的亂序報文，如果將重定序緩沖區(qū)尺寸增加至0(N2)，雖然能夠完全解決報文亂序的問題但會相應地以二次方的時間尺度增加報文延遲，其中N為端口數(shù)目。因此，限定亂序報文的數(shù)量并不能有效解決報文亂序問題，并且難以適應路由器高端口密度的需求。斯坦福大學提出的滿幀優(yōu)先(Full Ordered Frame First,簡稱F0FF)算法是第一種方法的代表算法,它允許路由器中存在一定數(shù)量的亂序報文，在輸出端設置了 NXN的緩沖隊列用于重定序亂序報文?？梢宰C明，為了保證信元按序離開，F(xiàn)OFF算法重定序緩沖區(qū)容量至多為N2個信元且能夠提供負載均衡，獲得100%吞吐率。近年來，更多的研究者趨向于采用第二種方法來保證報文的順序，消除了輸出端的重定序操作及緩沖區(qū)開銷，有利于提高延遲性能。這類調(diào)度方法的共同特征是通過某種消息傳遞機制獲取所有到達報文的狀態(tài)信息，基于全局報文狀態(tài)信息執(zhí)行集中式調(diào)度。例如，郵箱交換(mailbox switch)方法采用對稱型連接模式為通告報文離開時間創(chuàng)造反饋通路，調(diào)度器根據(jù)報文的離開時間調(diào)度報文。該策略能夠保證每條流的報文按照其到達順序離開交換系統(tǒng)但不能提供負載均衡實現(xiàn)100%吞吐率。交替匹配調(diào)度方法采用集中式的調(diào)度模式，假設流量特征是預知的且固定不變，采用矩陣分解的方法離線解決集中式調(diào)度問題，分布式實現(xiàn)在線調(diào)度并提供服務保證。然而，當流量變得不可預知并動態(tài)改變時，難以在大的交換尺寸下滿足集中式的調(diào)度需求。并行匹配調(diào)度方法通過在第一級輸入線卡和第二級輸入線卡之間傳遞請求-許可令牌來實現(xiàn)報文保序，但在具體硬件實現(xiàn)中令牌在線卡間的頻繁傳遞將成倍增加調(diào)度周期。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題就在于:針對現(xiàn)有技術存在的技術問題，本發(fā)明提供一種調(diào)度過程簡單、無需任何計算或者通信、易于硬件實現(xiàn)、實現(xiàn)了 100%的吞吐率并能保證報文的順序的基于兩級交換的負載均衡調(diào)度方法。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案:一種基于兩級交換的負載均衡調(diào)度方法，第一級輸入端口將到達信元按照目的端口緩沖在VOQ隊列，調(diào)度器通過第一級交換網(wǎng)絡將報文交換至第二級輸入端口，VOQ隊列中來自同一條流的k個信元稱之為一個單位幀，單位幀是最小調(diào)度單元；第一級每個輸入端口根據(jù)流量分布矩陣執(zhí)行最小長度分派，在k個連續(xù)的外部時間槽，通過第一級交換網(wǎng)絡將同一條流的單位幀發(fā)送至該流固定的映射區(qū)域；N個第二級輸入端口被依次劃分為N/k組，每組含k個連續(xù)的第二級輸入端口構成一個區(qū)域，各區(qū)域按照目的端口將信元緩沖在OQ隊列，由于流到區(qū)域的映射關系固定，來自同一單位幀的k個信元將依次到達OQ隊列頭位置，通過第二級交換網(wǎng)絡交換至目的輸出端口。作為本發(fā)明的進一步改進，采用雙循環(huán)方式構建流到區(qū)域的映射:(1.1)以循環(huán)方式構建第一級輸入端口 N/k個流分支到第二級輸入端口 N/k個區(qū)域的映射，以保證每個區(qū)域恰能涵蓋所有的流；(1.2)進一步以循環(huán)方式調(diào)整不同輸入端口與N/k種映射方式的關聯(lián)，以保證每個區(qū)域按照輸入端口的均衡分布涵蓋所有的流。作為本發(fā)明的進一步改進，在輸入端口調(diào)度時根據(jù)流到區(qū)域的映射關系分派信元以輪詢方式服務于N/k個流分支，所述第一級輸入端口在每個外部時間槽的操作流程如下:(2.1)若流分支島、VOQ隊列存在滿幀，則優(yōu)先調(diào)度滿幀，賦予該滿幀N/k個單位幀最高調(diào)度優(yōu)先級，查找流量分布矩陣L，截取滿幀第一個單位幀，發(fā)送到目前Lg, j最小的區(qū)域Rg，即執(zhí)行步驟(2.1.1) (2.1.k)，若不存在滿幀則轉(zhuǎn)步驟(2.2)；(2.1.1)若輸入端口 i到第二級輸入端口 Sgil的內(nèi)部鏈路空閑，則將VOQm隊列頭信元發(fā)送到區(qū)域Rg第二級輸入端口 Sgil，否則f = (f+1)modN/k，轉(zhuǎn)步驟(2.1)；(2.1.2)發(fā)送VOQy隊列頭信元到區(qū)域Rg第二級輸入端口 Sg,2 ；(2.1.3)發(fā)送VOQiij隊列頭信元到區(qū)域Rg第二級輸入端口 Sg,3 ；依此類推至(2.1.k)發(fā)送VOQi, j隊列頭信元到區(qū)域Rg第二級輸入端口 Sg, k，g =(g+1) modN/k,轉(zhuǎn)步驟(2.1):(2.2)若流分支VOQ隊列、VOQi, j (kf ( j < kf+k)存在最高調(diào)度優(yōu)先級單位幀，則查找流量分布矩陣L，將該單位幀發(fā)送到目前Ly最小的區(qū)域Rg，即執(zhí)行步驟(2.1.1) (2.1.k)，否則轉(zhuǎn)步驟(2.3)；(2.3)若流分支0〉、VOQ隊列存在一個或多個單位幀，則查找流量分布矩陣L，根據(jù)查找結果選擇最小均衡系數(shù)VOQ隊列的單位幀，將其發(fā)送到流分支的固定映射區(qū)域Rg，SP執(zhí)行步驟(2.1.1) (2.1.k)，若僅含一個單位幀則可跳過流量分布矩陣查找操作，直接將流分支唯一的單位巾貞發(fā)送到其固定映射區(qū)域Rg，否則流分支β}不含任何單位巾貞，g = (g+1)modN/k,轉(zhuǎn)步驟(2.1)。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:1、本發(fā)明調(diào)度方法可分布于各輸入端口獨立執(zhí)行，根據(jù)本地VOQ隊列信息分派信元，不需要任何通信開銷，以0(1)時間復雜度實現(xiàn)了 100%的吞吐率并能保證報文的順序。2、本發(fā)明在各輸入端口調(diào)度器間沒有任何通信開銷的情況下，實現(xiàn)了報文保序和負載均衡。通過構建流到區(qū)域的固定映射，避免了報文亂序，消除了報文重定序開銷；為避免流量區(qū)域集中現(xiàn)象，采用雙循環(huán)(dual-rotation)方式構建不同輸入端口的流到區(qū)域的映射關系，每個輸入端口維護全局統(tǒng)一視圖的流量分布矩陣，根據(jù)流量分布矩陣調(diào)度單位幀?？梢宰C明，對任意輸出端口 j，同一區(qū)域OQj隊列長度相同且不同區(qū)域OQj隊列長度至多差1，從而實現(xiàn)了 100%負載均衡度。3、本發(fā)明只需適當選取聚合粒度k，理論上可獲得最低延遲。通過模擬驗證本發(fā)明調(diào)度方法在不同聚合粒度k下的延遲性能，并與目前主流的負載均衡調(diào)度算法進行比較。模擬結果顯示，當聚合粒度k = 2時，本發(fā)明在目前所有能夠保證報文順序的調(diào)度算法中具有最優(yōu)延遲性能，并在突發(fā)流量模型下，表現(xiàn)出與不具備報文保序特性的算法相當?shù)男阅堋?、本發(fā)明根據(jù)流到區(qū)域的固定映射關系調(diào)度報文，調(diào)度過程簡單，無需任何計算或者通信，易于硬件實現(xiàn)。


圖1是本發(fā)明調(diào)度方法所適用的二級交換體系結構的一個示例。圖2是本發(fā)明在具體應用實例中構建流到區(qū)域的映射方法在端口數(shù)目N = 32，聚合粒度k = 8時，采用雙循環(huán)映射方式得到的流到區(qū)域的映射結果示意圖。圖3是本發(fā)明在具體應用實例中執(zhí)行負載均衡調(diào)度方法流程示意圖。圖4是本發(fā)明在具體應用實例中于流量突發(fā)情況下采用本發(fā)明最小長度分派后，信元在第二級輸入端口 OQ緩沖區(qū)的分布情況示意圖。
具體實施例方式以下將結合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。本發(fā)明基于兩級交換的負載均衡調(diào)度方法，首先第一級輸入端口將到達信元按照目的端口緩沖在VOQ隊列，調(diào)度器通過第一級交換網(wǎng)絡(如圖所示的Mesh網(wǎng)絡)將報文交換至第二級輸入端口，VOQ隊列中來自同一條流的k個信元，稱之為一個單位幀，單位幀是本發(fā)明最小調(diào)度單元。第一級每個輸入端口獨立執(zhí)行本發(fā)明的調(diào)度方法，根據(jù)流量分布矩陣執(zhí)行最小長度分派，在k個連續(xù)的外部時間槽，通過第一級交換網(wǎng)絡(Mesh網(wǎng)絡)將同一條流的單位幀發(fā)送至該流固定的映射區(qū)域。N個第二級輸入端口被依次劃分為N/k組，每組含k個連續(xù)的第二級輸入端口構成一個區(qū)域；各區(qū)域按照目的端口將信元緩沖在OQ隊列，由于流到區(qū)域的映射關系固定，來自同一單位幀的k個信元將依次到達OQ隊列頭位置，通過第二級交換網(wǎng)絡(如圖所示的Mesh網(wǎng)絡)交換至目的輸出端口。在上述過程中，每個輸入端口獨立執(zhí)行基于流映射的信元分派算法:將同一條流的單位幀通過第一級Mesh網(wǎng)絡發(fā)送該流固定的映射區(qū)域；各區(qū)域按照目的端口將信元緩沖在OQ隊列，由于流到區(qū)域的映射關系固定，來自同一單位幀的k個信元將依次到達OQ隊列頭位置，等待第二級Mesh網(wǎng)絡空閑時依次到達輸出端口。若將第一級緩沖區(qū)實現(xiàn)于第一級線卡，第二級緩沖區(qū)實現(xiàn)于第二級線卡，那么上述二級交換結構則成為典型的負載均衡交換結構，本發(fā)明尤其適用于負載均衡路由器報文調(diào)度方法。為便于表述，本發(fā)明使用Mesh網(wǎng)絡來闡述發(fā)明內(nèi)容，Mesh網(wǎng)絡可理解為實現(xiàn)報文交換至第二級輸入端口及目的輸出端口的技術途徑，可以是Mesh網(wǎng)絡也可以是其他交換技術。由上可知，本發(fā)明的核心就在于將k個連續(xù)的輸入端口劃分為一個區(qū)域，輸入端采用基于流映射的負載分配算法，以細粒度的方式將同一條流的k個信元分派到固定的映射區(qū)域。通過理論證明，該調(diào)度策略可獲得100%吞吐率并能夠保證報文的順序。其中k為聚合粒度，其決定了每次調(diào)度同一條流的信元個數(shù)。為避免流量區(qū)域集中現(xiàn)象，本發(fā)明進一步采用雙循環(huán)(dual-rotation)方式構建不同輸入端口的流到區(qū)域的映射關系。為實現(xiàn)負載在第二級輸入端口的均衡分布，本發(fā)明進一步在每個輸入端口維護全局統(tǒng)一視圖的流量分布矩陣，根據(jù)流量分布矩陣調(diào)度單位幀，可實現(xiàn)100%負載均衡度。圖1是本發(fā)明調(diào)度方法所適用的二級交換體系結構的一個示例。圖中，VOQm表示第一級輸入端口 i的虛擬輸出隊列」表示第二級輸入端口 I的輸出隊列j ；f(i, j)表示從第一級輸入端口 i到輸出端口 j的流；k為聚合粒度，表示連續(xù)調(diào)度同一條流信元的數(shù)目(k為端口數(shù)N的因數(shù))！VOQm隊列的每k個信元構成一個單位巾貞(unit frame),第一級輸入端口 i處N/k個不同VOQ隊列的單位巾貞(共計N個信元)構成一個聚合巾貞(aggregate
frame), VOQij j隊列的N個信元,構成一個滿巾貞(full frame);第二級輸入端口 1,2,----,
N被依次分成N/k組，每一組含k個連續(xù)的第二級輸入端口，第g組的k個第二級輸入端口構成一個區(qū)域，記作Rg，Sr, z表示區(qū)域r的第z個第二級輸入端口 ；每個輸入端口的N條流被劃分為N/k組與N/k個區(qū)域相對應，每組含k條流，輸入端口 i第f組的k條流構成一個流分支，記作込。為降低報文緩沖存儲器帶寬需求，Mesh網(wǎng)絡通常運行在速率R/N(內(nèi)部鏈路加速比為I)，由此得到以下定義:定義1.在速率為R的鏈路發(fā)送或接收一個信元所耗費的時間為外部時間槽(external time slot)。定義2.在速率為R/N的鏈路發(fā)送或接收一個單位幀所耗費的時間為時間槽(timeslot)，時間槽為外部時間槽的N倍。通常情況下，在每個時間槽即每N個外部時間槽，UFFS-k算法可從輸入端N/k個流分支中聚合N/k個單位幀構成一個聚合幀分派到第二級輸入端口。VOQ隊列均衡系數(shù)反映了流量在第二級輸入端口 OQ隊列分布的均衡性，本發(fā)明根據(jù)各區(qū)域OQ隊列長度調(diào)度單位幀，實現(xiàn)了區(qū)域間的負載均衡。接下來，將詳細闡述本發(fā)明均衡系數(shù)工作原理。通過采用對時間槽的歸納法證明，可以從理論上證明上述基于流映射的調(diào)度方法可以保證對任意區(qū)域Rg，0 < j < N，k個第二級輸入端口對應的k個叩;隊列長度相同(忽略單位幀的傳輸延遲)，其中l(wèi)eRg。由此，可得到以下定義:
定義3.既然對任意區(qū)域Rg，0(；;隊列長度相同(I e Rg)，那么隊列VOQq均衡系數(shù)等于其映射區(qū)域Rg輸出隊列j的長度，記作Lg, jt)
定義4.若隊列VOQm存在單位幀且均衡系數(shù)滿足1 =l.則在連續(xù)的k個丄，Ji)<g<N/k
外部時間槽將VOQy隊列單位幀發(fā)送到區(qū)域Rg，這就是最小長度分派?？梢詮睦碚撋献C明采用最小長度分派策略可以保證在時間槽T結束后，對任意兩個區(qū)域Rgl，Rg2，其OQ隊列長度Lg1,」與Lg2,」最多差I，從而能夠?qū)崿F(xiàn)100%吞吐率及100%負載均衡度。為實現(xiàn)最小長度分派，第一級輸入端口調(diào)度器需要維護全局統(tǒng)一視圖的流量分布矩陣L = [Lg,」]，為了保證流量分布矩陣在每個輸入端口視圖的一致性，必須實現(xiàn)各端口對流量分布矩陣寫操作的互斥性。本發(fā)明采用鎖機制實現(xiàn)對互斥量Lg,」的互斥寫:若g，
j滿足1w且Ly處于解鎖(unlock)狀態(tài)，那么第一級輸入端口 i對L&加鎖后
將VOQm隊列單位幀發(fā)送至其映射區(qū)域Rg，Lu加I后被解鎖。流分支中均衡系數(shù)Ly處于加鎖狀態(tài)的VOQq隊列直接被跳過。不難推斷，只有那些流到區(qū)域的映射關系相同的輸入端口同時調(diào)度目的端口相同VOQy隊列時才可能引發(fā)對同一 Ly的寫沖突，對均衡系數(shù)Lg,j的互斥寫可以避免這些輸入端口同時將多個單位幀發(fā)送到同一區(qū)域的輸出隊列j，造成流量分布不均衡?；诹饔成涞膱笪恼{(diào)度算法根據(jù)本地VOQ隊列信息調(diào)度信元，可分布于第一級每個輸入端口獨立執(zhí)行，步驟二描述的是第一級每個輸入端口執(zhí)行本發(fā)明負載均衡調(diào)度方法的過程。在本發(fā)明中，第一步采用雙循環(huán)(dual-rotation)方式構建流到區(qū)域的映射。流到區(qū)域的映射方法關系到第二級存儲資源及兩級Mesh網(wǎng)絡的利用率，為避免吞吐量損失流到區(qū)域的映射算法應實現(xiàn)輸入負載在各區(qū)域的均衡分布。本發(fā)明提出一種兼顧負載均衡和報文保序的雙循環(huán)(dual-rotation)映射算法，其設計思想源于對報文亂序原因的本質(zhì)分析:當同一條流的信元所在第二級緩沖區(qū)OQ隊列長度不同時就會引發(fā)信元亂序，并且亂序信元數(shù)目隨著OQ隊列長度差異的增大而增大。若以細粒度的方式將同一條流的k個信元分派到預先設定的映射區(qū)域(k個連續(xù)的第二級輸入端口)，由于流到區(qū)域的映射關系固定，對任意流，其信元所在映射區(qū)域的OQ隊列長度相同，從而實現(xiàn)了信元的按序發(fā)送。1.1既然對于任意給定的區(qū)域，只能接收同一輸入端口固定的k條流，那么為實現(xiàn)負載在各區(qū)域的均衡分布，以循環(huán)方式構建第一級輸入端口 N/k個流分支到第二級輸入端口 N/k個區(qū)域的映射，步驟1.1對應雙循環(huán)映射算法偽碼描述的第一層for循環(huán)，步驟1.1保證了每個區(qū)域恰能涵蓋所有的流；1.2進一步以循環(huán)方式調(diào)整不同輸入端口與N/k種映射方式的關聯(lián)，步驟1.2對應雙循環(huán)映射算法偽碼描述的第二層for循環(huán)，步驟1.2保證了每個區(qū)域按照輸入端口的均衡分布涵蓋所有的流。雙循環(huán)映射算法通過簡單的取模運算建立流到區(qū)域的映射關系易于硬件實現(xiàn)，其偽碼描述如下:
權利要求
1.一種基于兩級交換的負載均衡調(diào)度方法，其特征在于: 第一級輸入端口將到達信元按照目的端口緩沖在VOQ隊列，調(diào)度器通過第一級交換網(wǎng)絡將報文交換至第二級輸入端口，VOQ隊列中來自同一條流的k個信元稱之為一個單位幀，單位幀是最小調(diào)度單元；第一級每個輸入端口根據(jù)流量分布矩陣執(zhí)行最小長度分派，在k個連續(xù)的外部時間槽，通過第一級交換網(wǎng)絡將同一條流的單位幀發(fā)送至該流固定的映射區(qū)域； N個第二級輸入端 口被依次劃分為N/k組，每組含k個連續(xù)的第二級輸入端口構成一個區(qū)域，各區(qū)域按照目的端口將信元緩沖在OQ隊列，由于流到區(qū)域的映射關系固定，來自同一單位幀的k個信元將依次到達OQ隊列頭位置，通過第二級交換網(wǎng)絡交換至目的輸出端□。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于兩級交換的負載均衡調(diào)度方法，其特征在于，采用雙循環(huán)方式構建流到區(qū)域的映射: (1.D以循環(huán)方式構建第一級輸入端口 N/k個流分支到第二級輸入端口 N/k個區(qū)域的映射，以保證每個區(qū)域恰能涵蓋所有的流； (1.2)進一步以循環(huán)方式調(diào)整不同輸入端口與N/k種映射方式的關聯(lián)，以保證每個區(qū)域按照輸入端口的均衡分布涵蓋所有的流。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于兩級交換的負載均衡調(diào)度方法，其特征在于，輸入端口調(diào)度時根據(jù)流到區(qū)域的映射關系分派信元以輪詢方式服務于N/k個流分支，所述第一級輸入端口在每個外部時間槽的操作流程如下: (2.1)若流分支O、VOQ隊列存在滿幀，則優(yōu)先調(diào)度滿幀，賦予該滿幀N/k個單位幀最高調(diào)度優(yōu)先級，查找流量分布矩陣L，截取滿幀第一個單位幀，發(fā)送到目前Ly最小的區(qū)域Rg，即執(zhí)行步驟(2.1.1) (2.1.k)，若不存在滿幀則轉(zhuǎn)步驟(2.2)； (2.1.1)若輸入端口 i到第二級輸入端口 Sgil的內(nèi)部鏈路空閑，則將VOQm隊列頭信元發(fā)送到區(qū)域Rg第二級輸入端口 Sgil，否則f = (f+l)modN/k，轉(zhuǎn)步驟(2.1)； (2.1.2)發(fā)送VOQiij隊列頭信元到區(qū)域Rg第二級輸入端口 Sg,2 ； (2.1.3)發(fā)送VOQiij隊列頭信元到區(qū)域Rg第二級輸入端口 Sg,3 ； 依此類推至(2.l.k)發(fā)送VOQm隊列頭信元到區(qū)域Rg第二級輸入端口 Sg,k，g= (g+1)modN/k,轉(zhuǎn)步驟(2.1)； (2.2)若流分支還、VOQ隊列、VOQi,」，其中kf彡j < kf+k存在最高調(diào)度優(yōu)先級單位幀，則查找流量分布矩陣L，將該單位幀發(fā)送到目前Ly最小的區(qū)域Rg，即執(zhí)行步驟(2.1.1) (2.1.k)，否則轉(zhuǎn)步驟(2.3)； (2.3)若流分支O、VOQ隊列存在一個或多個單位幀，則查找流量分布矩陣L，根據(jù)查找結果選擇最小均衡系數(shù)VOQ隊列的單位幀，將其發(fā)送到流分支y的固定映射區(qū)域Rg，即執(zhí)行步驟(2.1.1) (2.1.k)，若僅含一個單位幀則可跳過流量分布矩陣查找操作，直接將流分支唯一的單位巾貞發(fā)送到其固定映射區(qū)域Rg，否則流分支β}不含任何單位巾貞，g = (g+1)modN/k,轉(zhuǎn)步驟(2.1)。
全文摘要
一種基于兩級交換的負載均衡調(diào)度方法，第一級輸入端口將到達信元按照目的端口緩沖在VOQ隊列，調(diào)度器通過第一級交換網(wǎng)絡將報文交換至第二級輸入端口，VOQ隊列中來自同一條流的k個信元稱之為一個單位幀；第一級每個輸入端口根據(jù)流量分布矩陣執(zhí)行最小長度分派，在k個連續(xù)的外部時間槽，通過第一級交換網(wǎng)絡將同一條流的單位幀發(fā)送至該流固定的映射區(qū)域；N個第二級輸入端口被依次劃分為N/k組，每組含k個連續(xù)的第二級輸入端口構成一個區(qū)域，各區(qū)域按照目的端口將信元緩沖在OQ隊列，通過第二級交換網(wǎng)絡交換至目的輸出端口。本發(fā)明具有調(diào)度過程簡單、無需任何計算或者通信、易于硬件實現(xiàn)、實現(xiàn)了100％的吞吐率并能保證報文的順序等優(yōu)點。
文檔編號H04L12/803GK103152281SQ20131006939
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月5日 優(yōu)先權日2013年3月5日
發(fā)明者戴藝, 肖立權, 伍楠, 曹繼軍, 高蕾, 張鶴穎, 童元滿, 董德尊, 王紹剛, 沈勝宇, 劉路, 肖燦文, 張磊, 王永慶, 齊星云, 陸平靜 申請人:中國人民解放軍國防科學技術大學