iRSDRR:一种全异步的基于输入排队Crossbar交换结构的调度算法

DRR(DualRound-Robin)[1]调度算法是一种公平、高效、硬件实现简单的基于输入排队Crossbar交换结构的信元调度算法。为了进一步改善这种算法的性能,该文提出了一种全异步的多次迭代DRR算法,即iRSDRR(iterativeRo-tatingStaticDualRound-Robin)。该算法在开始时,将所有的输入、输出仲裁器的指针全部设置为异步的,以后每个时隙静态地更新所有的仲裁器的指针。仿真结果表明该算法在不同业务流条件下的性能都优于DRR调度算法。     

基于整句输入法的状态空间模型

提出融入Viterbi算法的状态空间模型,成功地描述了整句转换的状态空间,实现了整句输入法。这种模型的插入操作,只需对新增的拼音节点与已输入的拼音节点可能产生的所有字词候选节点进行概率累积计算,链接到状态空间模型中;删除操作,只需直接删除与拼音节点相关的候选字词节点;而当到达用户输入边界,可以依赖右指针域指向尾节点的候选字词节点中累积概率最大者的父指针,通过回溯找到最优语句候选。该状态空间模型比起词网格更易判断前驱和后继,实验证明其对整句输入法实现是有效的。     

链表排序程序设计的算法解析

本文介绍了链表排序程序设计的3种算法：（1）链表简单排序法；（2）链表选择排序法；（3）链表指针插入排序法。3种排序方法的时间复杂度都是0（n^2)，如果链表节点内容很多，3种排序算法中运行时间最节省是链表指针插入排序法，它只交换节点地址，没有交换节点内容。     

异步网络模型中轮询与选举算法的研究与实现

分布式算法是用于解决多个互连处理器运行问题的算法.分布式算法的各部分并发和独立地运行,每一部分只承载有限的信息.分布式算法的异步网络模型是一个输入/输出自动机模型,节点之间靠消息传递状态和数据信息.所描述的异步网络模型是建立在图论基础上的裸异步模型.分析了分布式算法的基本算法,研究了异步网络模型建立的基本方法.在该模型之上,重点讨论了分布式波动算法中的轮询与选举算法,并用C语言模拟实现了该算法.     

异步网络中萤火虫同步改进算法研究

根据对频率同步网络中的时间同步技术的研究,现提出一种频率异步网络中的加窗耦合算法。该算法主要基于M S模型,网络拓扑中节点的相位增量摒弃传统萤火虫同步中的‘遇激则增’原则,通过加窗来筛选脉冲,进而实现节点相位突变;对于已同步的节点集合,采用周期最值原则,最终实现全网节点的频率和相位全同步。应用数学几何原理对该算法的同步性能进行了理论分析,最后通过仿真实验验证本方案,实验结果表明在频率异步网络中,该算法实现了全同步,符合预期分析。     

一种分布式交互作战模拟的保守时间同步算法

该文从算法思想、算法流程和算法分析三方面介绍了一种用于分布式交互作战模拟的时间同步算法。通过综合考虑所有模拟节点的请求推进时间和TSO消息的时间邮戳，该算法可以计算出最大的共同推进时间。所有节点都自主处理时间早于该时间的事件和TSO消息，不受其它节点影响。该算法并发处理事件和TSO消息，时间推进效率较高，解决了分布式交互作战模拟的时空一致性问题，加快了模拟速度，在一定程度上保证了模拟结果的正确性。     

支持多优先级分组交换调度算法研究及其调度器设计

输入缓存交换结构的特点是缓存器和交换结构的运行速率与端口速率相等、实现容易,但存在队头阻塞。如果采用虚拟输出排队方法和适当的分组调度算法可予以消除,使吞吐率达到100%。文章首先研究讨论了并行迭代匹配算法,滑动迭代匹配调度算法的基本原理、迭代仲裁步骤及其硬件实现;对高速分组交换调度算法的性能进行了分析比较。然后给出了在高速输入队列交换机中实现多优先级调度算法的调度器设计与实现方案。经设计实现证明高速分组交换调度算法不仅硬件实现简单,而且具有良好的特性。     

一种处于任意时延非线性动态网络中的时钟振荡器快速平均同步算法

研究了处于任意时延非线性动态网络中的时钟振荡器的同步问题. 首先, 提出了一种基于一致性控制策略的动态同步算法, 即快速平均同步算法(FASA)来找到同步解. 该算法能够补偿时钟节点间的时钟偏移和时钟偏差, 使得和以前的同步方法比较后在较短的时间内实现时钟节点的同步. 其次, 由于FASA的动态特性, 我们从具有任意时延的分割动态系统角度来刻画这个算法. 该算法保证在动态网络中的所有时钟节点收敛到李亚普诺夫稳定平衡点. 最后, 数值仿真和实验结果证明了FASA的正确性和有效性, 这意味着时钟节点能达到全局一致, 并且使同步误差精度达到纳秒级别.     

基于传输时间精确预测的片上总线仲裁算法

片上系统中各主设备有不同的实时性和带宽要求,它们竞争使用片上系统总线.总线仲裁器采用各种仲裁算法试图满足实时性和带宽要求,但已有算法很难同时满足这两方面的要求.提出一种基于传输时间精确预测的仲裁算法,采用该算法的仲裁器能够精确地预测在当前仲裁机制下各个请求的完成时间.因此能判断哪些主设备的实时性可能会被违反,从而提前改变总线仲裁策略以满足各主设备实时性要求.同时,采用该算法后仲裁器并行比较主设备的实际传输带宽和需求带宽的差别,及时调整优先权以实现对带宽的精确分配.实验结果表明,该算法比常见的5种算法在实时性要求满足百分比方面平均提高66.47％,很好地满足了各主设备在各种情况下的强实时要求.     

基于遗传算法的多路径路由研究

针对Ad Hoc网络节点能量受限、拓扑结构易变、对路由算法收敛速度要求较高等问题,提出一种基于确定性遗传算法的简单相关多路径路由算法。采用按确定性比例选择和交叉的遗传算法,以提高收敛速度,通过修改中间节点的转发条件充分利用控制信息。仿真实验表明,该算法在寻优特性上优于简单相关的多路径算法。     

缓冲交叉开关交换结构多播调度算法研究

高性能核心交换设备多播调度受到越来越多的关注·交叉开关结构下的多播调度方案或者性能较差,或者过于复杂,难于应用在高速交换场合·为此,提出一种面向多播的多输入队列缓冲交叉开关体系结构·将多播调度分解为信元分派、输入调度、输出调度3个可分布式并行执行的子问题,并设计了相应的调度算法,降低了算法复杂性·实验结果表明,交叉点缓冲区容量与输入队列数量对多播性能都具有很大的影响·在突发流量到达下,与单多播输入队列的体系结构相比,无论是采用O(1)复杂度的HA-RR-RR还是复杂度更高的调度算法,均能显著提高系统吞吐性能·     

Crossbar调度器的设计和实现

宽带网络交换设备常采用交换开关crossar作为内部交换阵列,集中的crossbar调度器是crossbar高效工作的关键,ISP ）Input Serial Polling)是一种简单高效的crossbar调度算法,本文详细介绍了ISP调度器的设计和实现。     

使用Ford-Fulkerson算法研究输入排队调度

Ford-Fulkerson算法是图论中求解网络最大流的经典算法之一。输入排队Crossbar调度算法是以获得交换机的输入端口和输出端口最大匹配,从而得到高吞吐量。因而在调度算法理论研究中把应用了二部图最大匹配的MaximumSizeMatching(MSM)和MaximumWeightMatching(MWM)算法作为目前各种调度算法性能评价标准。论文介绍了如何使用Ford-Fulkerson算法求解二部图的最大匹配,并且应用算法于输入排队调度算法仿真中,得出对应典型算法MSM和MWM的性能仿真曲线,从而为进一步研究调度算法打下理论基础。     

Survey of Unicast and Multicast Scheduling Algorithms for High Speed Input Queued Switch with Crossbar

The performance of ATM switches are mainly influenced by switching fabric and scheduling algorithms. Input buffered switches have the strong advantage of efficient crossbar usage. This paper presents an input-queued crossbar switches fabric supporting high speed switching, analyzes the scheduling algorithms for unicast trafficts and multicast traffic based on virtual output queueing (VOQ).Focusing on their performance issues, some typical schedulers are compared.     

On the Integration of Unicast and Multicast Cell Scheduling in Buffered Crossbar Switches

Internet traffic is a mixture of unicast and multicast flows. Integrated schedulers capable of dealing with both traffic types have been designed mainly for Input Queued (IQ) buffer-less crossbar switches. Combined Input and crossbar queued (CICQ) switches, on the other hand, are known to have better performance than their buffer-less predecessors due to their potential in simplifying the scheduling and improving the switching performance. The design of integrated schedulers in CICQ switches has thus far been neglected. In this paper, we propose a novel CICQ architecture that supports both unicast and multicast traffic along with its appropriate scheduling. In particular, we propose an integrated round-robin-based scheduler that efficiently services both unicast and multicast traffic simultaneously. Our scheme, named multicast and unicast round robin scheduling (MURS), has been shown to outperform all existing schemes under various traffic patterns. Simulation results suggested that we can trade the size of the internal buffers for the number of input multicast queues. We further propose a hardware implementation of our algorithm for a 16 times 16 buffered crossbar switch. The implementation results suggest that MURS can run at 20 Gbps line rate and a clock cycle time of 2.8 ns, reaching an aggregate switching bandwidth of 320 Gbps.     

一种高速crossbar调度算法及其性能分析

分析了高速crossbar调度算法iSLIP在处理突发业务时性能严重恶化的原因。结合LQF/iLQF算法的思想,提出了又一种输入排队crossbar调度算法iPGQM。仿真结果表明:该调度算法在均匀业务流量下和iSLIP算法的性能基本相同;在突发业务的条件下,iPGQM算法具有更好的抗突发特性;特别在重负载的条件下,与iSLIP算法相比,不仅具有更高的吞吐量,而且平均延迟降低了10%左右。     

Designing and implementing a fast crossbar scheduler

Crossbar switches frequently function as the internal switching fabric of high performance network switches and routers. However, for fairness and high utilization, a crossbar needs an intelligent, centralized scheduler. We describe the design and implementation of a scheduling algorithm for configuring crossbars in input queued switches that support virtual output queues and multiple priority levels of unicast and multicast traffic. We carried out this design for Stanford University's Tiny Tera prototype, a fast, label-swapping packet switch. Its scheduler, designed to configure a crossbar once every 51 ns, implements the ESLIP scheduling algorithm, which consists of multiple round-robin arbiters     

CbRouter:一种利用交叉开关旁路的双向链路片上网络路由器

片上互连网络为多核体系结构提供了高效的通信支持。目前的片上网络通常采用单向传输链路,链路资源利用率较低。为了实现链路带宽资源高效分配、进而高效利用链路带宽资源,提出了一种新的双向链路调度算法,并设计了一种支持此算法的双向链路路由器。这种新型的路由器结构能够在不影响路由原有数据通道条件下,提供一条旁路数据通道来快速传输数据。实验结果表明,应用该双向链路路由器可使Mesh网络饱和吞吐率和链路平均利用率分别得到最大83.3%和24.53%的提升。     

基于Edmonds-Karp算法的输入排队调度

输入排队Crossbar调度算法是以获得交换机的输入端口和输出端口最大匹配,从而得到高吞吐量为目的.因而在调度算法理论研究中把应用了二部图最大匹配的Maximum Size Matching和 Maximum Weight Matching算法作为目前各种调度算法性能评价标准.Edmonds-Karp算法是图论中求解网络最大流的经典算法之一.该文介绍了如何使用Edmonds-Karp算法求解二部图的最大匹配问题,并且应用算法于输入排队调度算法仿真中,得出经典MSM和MWM算法的性能仿真曲线,为进一步研究调度算法打下了理论基础.     

Design of a crossbar VOQ real-time switch with clock-driven scheduling for a guaranteed delay bound

Most commercial network switches are designed to achieve good average throughput and delay needed for Internet traffic, whereas hard real-time applications demand a bounded delay. Our real-time switch combines clearance-time-optimal switching with clock-based scheduling on a crossbar switching fabric. We use real-time virtual machine tasks to serve both periodic and aperiodic traffic, which simplifies analysis and provides isolation from other system operations. We can then show that any feasible traffic will be switched in two clock periods. This delay bound is enabled by introducing one-shot traffic, which can be constructed at the cost of a fixed delay of one clock period. We carry out simulation to compare our switch with the popular iSLIP crossbar switch scheduler. Our switch has a larger schedulability region, a bounded lower end-to-end switching delay, and a shorter clearance time which is the time required to serve every packet in the system.