iLQF调度算法及其参数的仿真

文章介绍一种无内部阻塞ATM交换结构的输入缓存模型及其缓存信元的iLQF调度算法(即迭代的最长队列优先调度算法),并具体给出该算法的实现方案。通过仿真,分析和确定了交换结构的输入缓存长度和iLQF调度算法的迭代次数对信元丢失率的影响。     

ATM网络中的输入排队信元调度研究

ATM交换单元采用的输入排队由于存在队头阻塞严重影响了吞吐率,并且信元丢失率也很大。该文使用神经网络对队列中的信元进行合理调度,大大提高了吞吐率并减少了信元丢失。     

一种可扩展的ATM交换模块的设计

Prelude是一种优秀的 ATM交换机构 ,由于它最初是为实验目的而设计的 ,与实际的ATM传输速率、ATM信元结构等有很大的差别 .为了实现简便、实用的 ATM交换网络 ,文中对Prelude中不适合 ATM交换的部分进行了修改和补充 ,提出了一种基于 Prelude思想的 13× 13的实用 ATM交换模块 ,侧重点是将其实现方法具体化 ,并在此基础上提出了交换模块的扩展方案 .实用 ATM交换模块利用 ATM信头中 HEC字节不参与交换的特点 ,将信元分成 13段进行交换 ,具有实现简单、对器件的要求低、可扩展性好的特点     

分布式调度算法在VOQ交换机中的应用

为提高高速通信网络的通信效率，针对VOQ交换机，提出在交换机的各个输出端口中进行分布式通信调度(DSA)的策略。DSA算法可直接支持变长数据包通信调度，克服了传统信元交换只能调度定长数据包的缺点，降低了交换机的实现复杂度。仿真结果表明：在各种流量下，DSA算法都比信元调度算法具有更好的调度性能。     

基于输入排队的高速交换调度算法研究

高速交换网络一般采用基于定长信元的交换结构,其性能决定于排队策略和信元调度算法.输入排队策略只有和一个有效的调度算法相结合,才能保证交换结构具有良好的吞吐率和时延等性能.主要阐述了基于VOQ的最大数量匹配算法,最大权重匹配算法,稳定结合算法,神经网络算法等输入排队调度算法,分别从技术特点,性能指标和实现复杂度等多个方面进行比较和分析.分析了分布式和集中式两大类调度算法的工作方式,并根据各类算法的特点提出,神经网络算法可以通过定义其优先级函数实现其余各类算法.     

多通道信元重组技术研究和实现

多通道信元重组是网络设备设计中典型的缓冲区管理操作，广泛用于ATM接口和Crossbar交换网络的设计中。本文基于共享缓冲区结构，提出多通道信元的重组和调度算法。理论分析表明，这种方法具有较小的缓冲区要求和确定的重组延时上限。本文最后介绍用FPGA实现该结构的方法，该方法已经在核心路由器ATM接口设计中得到成功应用     

ATM交换机信元调度的设计与实现

ATM交换机由于执行了严格的流量管理和拥塞控制,为用户提供良好的QoS保证,在骨干网和军事通信网中得到了广泛应用.但如何解决在复杂网络环境下多板卡、多接口、多用户之间数据的正常交换和时延控制,是ATM交换机设计面临的重要问题.该文对ATM交换机核心卡输入和输出两个流向的信元调度进行了分析和研究,从公平分片轮询和带优先级的逐信元轮询策略等方面,提出了一种具有一定通用性的多线卡多端口信元调度策略的设计和实现方案,在1P交换机和路由器中同样适用.     

共享缓冲器在ATM交换中的应用

队列管理的设计是共享缓冲器ATM交换结构设计的关键，该文具体研究了共享缓冲器交换结构的队列管理，提出了循环队列管理，它能有效地实现共享缓冲器ATM交换列表操作。RQM减少了外部FIFO，需要的存储单元比传统的队列管理少而能实现相同的功能。利用连接列表的独立信元/地址内存实施方案，可去除气泡效应，充分利用缓冲器内存空间。     

输入缓冲交换开关的多步调度策略

输入缓冲交换开关已经在越来越多的ATM交换机和高性能路由器中使用.对于独立的信元到达,VOQ(virtual output queueing)技术与LQF(1ongest queue first)和OCF(oldest cell first)等加权调度算法的结合使用可以使利用交换开关的吞吐率达到100%.然而LQF和OCF等加权调度算法过于复杂,无法用硬件实现.提出了多步调度策略,使得用硬件实现加权调度算法成为可能.在该策略下,对于独立的信元到达,LQF算法仍可以达到100%的利用开关吞吐率,并具有良好的     

用多FIFO输入缓冲队列消除HOL阻塞

对于输入端口具有单输入FIFO（先入先出）队列的输入缓冲信元交换机（如ATM）,影响交换吞吐率的主要因素是信头阻塞（HOL）。本文分析了在单FIFO队列情况下的信元阻塞的原因及解决办法,给出了输入端口具有多FIFO队列在信元交换结构,描述了基于N-FIFO输入缓冲的排队策略和迭代匹配算法,并对它们的性能进行了分析。     

ATM交换机多输入队列模型与PIM算法分析

介绍了ＡＴＭ的交换结构与几种输入了队例模型,提出了在多输入队列的无阻塞的交换结构中采用的ＰＩＭ算法,减少ＦＩＦＯ ＨＯＬ阻塞,并对基于ＰＩＭ时序的交换模型及其性能作了简要分析。     

Scheduling multicast traffic in input-buffered ATM switch

Performance of an input-buffered ATM switch is limited by the head-of-line (HOL) blocking problem. HOL blocking is even more pronounced in multicast switch where cells compete for multiple outputs simultaneously. Previous studies in input-buffered unicast switch have shown that HOL blocking can only be eliminated by using per-output queuing and sophisticated scheduling methods, such as the maximal weight matching (MWM) or the parallel iterative matching (PIM) methods. The MWM or PIM types of scheduling algorithm cannot be applied to multicast switch because of the high computation complexity. In this paper, we present a reservation based scheduling algorithm, which employs per-VC queuing for multicast connections and per-output queuing for unicast connections. Instead of the input ports sending a huge amount of state information to the output ports for processing, we circulate reservation vectors amongst the input ports. Each input port will then make reservation based on its local state and the availability of the output ports. The scheduling is done on a frame by frame basis. While the input ports are transmitting cells according to the schedule of the current frame, the next frame schedule is computed. Simulations reveal that our method substantially outperforms the methods that employ FIFO queuing discipline.     

Using Augmented Infinitesimal Perturbation Analysis for Capacity Planning in Intree ATM Networks

Augmented Infinitesimal Perturbation Analysis is used to determine asymptotically unbiased and strong consistent gradient estimates for use in the capacity planning of intree ATM networks. These gradients are used to determine the locally optimal minimum average network delay by applying a steepest descent algorithm with projection and an Armijo line search to solve the capacity assignment (CA) problem. The network capacities are governed by a linear cost constraint. It is assumed that input regulators (e.g., leaky bucket regulators) are used at the source of each virtual circuit. All virtual circuit external arrivals are modeled as independent Poisson processes. Regenerative simulation is used to determine gradient estimates.     

基于多FIFO输入队列交换结构的迭代匹配算法性能分析与比较

对于输入端口具有单FIFO（先入先出）队列的输入缓冲交换机（如ATM）,影响交换吞吐率的主要因素是信头阻塞（HOL）。文章给出了输入端口具有多FIFOl队列的信元交换机结构,阐述了PIM、iSLIP、iLRU、iLQF等多种迭代匹配算法,并对它们的性能进行了分析和比较。     

ABR流量控制中的变结构控制器

自适应比特(available bit rate,简称ABR)业务的流量控制是ATM网络中一种有效的拥塞控制机制和流量管理手段.在高速的ATM网络中,算法的简洁性在很大程度上决定着交换机的性能.尽管二进制ABR流量控制的简洁性具有相当大的吸引力,但标准的EFCI算法控制的队列长度和允许信元速率(allowed cell rate,简称ACR)却容易出现大幅振荡的现象,这势必会降低链路的利用率,严重影响交换机的性能.进而又有了相对复杂却有效的显式速率反馈机制.在此研究中,以已有的ABR流量控制模型为基础,应用概率拥塞判定机制,并借助鲁棒控制理论中滑模变结构控制器的设计方法,为ABR流量控制设计了一种新的二进制算法,避免了标准EFCI算法中非线性环节诱发的自激振荡,这对于充分发挥二进制流控算法的简洁性以及优化交换机的性能是极为有利的.仿真实验表明:二进制流量控制中的滑模变结构算法大幅度地抑制了ACR和队列的振荡,平滑了由此而引入的时延抖动,为实现ATM网络中的服务质量提供了可靠的实现机制.     

二进制ABR流量控制的离散滑模控制算法

针对ATM网络的拥塞控制问题，考虑网络中的不确定性因素，借助离散滑模控制理论的设计方法。提出一种二进制ABR（可用比特率）流量控制算法．该算法利用线性矩阵不等式设计了一个稳定的滑模面，同时给出了一种能够明显减小滑模面附近抖振的离散趋近律，基于该趋近律的控制律能有效抑制ATM交换机中的队列长度和允许信元速率的振荡．仿真算例证实了所提出算法的有效性．     

Impact of QOS requirements on video coding for ATM networks

The broadband integrated services digital networks (B-ISDN) based on asynchronous transfer mode (ATM) technology can support a wide range of applications such as voice, video, still images, and data. Compression techniques increase the effective bandwidth utilization, but the bursty and asynchronous nature of the traffic can still lead to congestion in the network, and degradation of image quality and quality of service (QOS). Some of the features to provide better coding schemes for ATM networks are layered coding, resynchronization, buffering, interleaved schemes, constrained bit rate due to buffers, encapsulation with the RTP or AAL1 for clock recovery, lapped transforms, motion compensation, and optimal bit allocation for coders based on wavelet transforms. We review various techniques forimage and video coding such as transforms, motion compensation, vector quantization, and subband coding. We outline the impact of the cell loss ratio (CLR), delay and cell delay variation (CDV) on video coding: blocking effects, loss of frame synchronization, motion vectors, and vector quantization codewords. The open problems include tuning coding parameters to the available QOS provided by the network.