-一種用于分組交換機(jī)的緩存管理算法

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1、第33卷第6期電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)Vol.33No.62004年12月JournalofUESTofChinaDec.2004一種用于分組交換機(jī)的緩存管理算法胡冰，李樂民(電子科技大學(xué)寬帶光纖傳輸與通信網(wǎng)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成都610054)【摘要】提出了一種用于分組交換機(jī)中的緩存管理算法DT+SMA，該算法把DT和SMA結(jié)合起來，具有兩者的優(yōu)點(diǎn)。通過理論分析和仿真，得知在單優(yōu)先級情況下DT+SMA比SMA的公平性更好，在多優(yōu)先級情況下SMA比DT更易于實(shí)現(xiàn)，而且同時(shí)也能獲得和DT相近的性能。關(guān)鍵詞緩存管理;仿真;共享存儲器;分組交換機(jī)中圖分類號TN915.

2、05文獻(xiàn)標(biāo)識碼AANewBufferManagementSchemeHuBing，LiLemin(KeyLaboratoryofBrodbandOpticalFiberTransmissionandCommunicationNetworksUESTofChina,MinistryofEducationChengdu610054)AbstractInthispaperanewbuffermanagementschemecalledDT+SMAispresented.Thisschemecombinessharingwithminimumallocation

3、(SMA)anddynamicthreshold(DT)arithmetic，andwefindithasthebenefitsofbothDTandSMA.ThroughanalysistheschemeintheoryandsimulationwecanseethatactuallyDT+SMAisbetterthanSMAinfairnessinsinglepriority,andiseasiertoapplyinmultipleprioritiesmodelthanDTwhenachievingthesimilarperformancewithD

4、T.Keywordsbuffermanagement;simulation;sharedmemory;packetswitch近年來，通信向分組化發(fā)展，在通信網(wǎng)絡(luò)中需要有分組交換機(jī)。為了避免沖突，分組交換機(jī)采用了輸入輸出排隊(duì)等結(jié)構(gòu)。將輸出排隊(duì)的各隊(duì)列中的緩沖存儲器合在一起，就成為共享緩存交換機(jī)，如圖1所示。由于在給定的丟失率的條件下共享緩存交換機(jī)所用的存儲器容量最小，所以共享緩存交換機(jī)得到了廣泛應(yīng)用。由于在實(shí)際中大部分交換機(jī)所交換的數(shù)據(jù)都為定長，所以考慮定長數(shù)據(jù)的交換情況。一個(gè)高效率的緩存管理算法對于共享存儲器交換機(jī)極為重要，緩存管理策略將會直接影響到一

5、個(gè)交換機(jī)的性能。有兩種經(jīng)典的緩存管理算法：最小分配共[1，2]享(SharingwithMinimumAllocation，SMA)和動態(tài)門限(DynamicThreshold，DT)。輸入端口1輸出端口1輸出端口隊(duì)列1共享存儲器……輸入端口N輸出端口隊(duì)列N輸出端口N圖1共享緩存交換機(jī)模型DT算法的核心是：在任何一個(gè)瞬時(shí)，輸出隊(duì)列的門限是交換機(jī)中當(dāng)前未使用的緩存器大小的函數(shù)，當(dāng)輸出端口的隊(duì)列長度等于或者超過當(dāng)前的門限，該端口就會被鎖定不會接收新的數(shù)據(jù)。在t時(shí)刻，T(t)是受控的門限，Q(t)是第i個(gè)隊(duì)列的長度，在t時(shí)刻如果Q(t)≥T(t)，端口i就會被

6、鎖定，直到隊(duì)列長度降低至低于門限或門限提高ii到高于隊(duì)列長度()Q(t

7、性和很高的效率，但是當(dāng)DT用于多優(yōu)先級的時(shí)候，就變得比較復(fù)雜，得為每一個(gè)優(yōu)先級計(jì)算該優(yōu)先級的總共的隊(duì)列長度。SMA在用于多優(yōu)先級的時(shí)候很容易實(shí)現(xiàn)，只要為不同的優(yōu)先級隊(duì)列提供不同的自己使用最小空間就可以實(shí)現(xiàn)，但SMA的公平性(緩存管理中的公平性是指，在相同優(yōu)先級下，帶寬應(yīng)該在各個(gè)端口隊(duì)列公平的分配)卻無法很好的保證。本文提出一種新的緩存管理算法：DT+SMA。1DT+SMA算法在DT+SMA隊(duì)列中，緩存器也被分為兩部分：B1、B2。B=B1+B2(1)在數(shù)據(jù)占用B1的時(shí)候DT+SMA算法和SMA完全相同，可是在數(shù)據(jù)開始占用B2的時(shí)候中，要在B2中使用DT算

8、法，設(shè)q(t)為每個(gè)隊(duì)列超過專用的最小空間的隊(duì)列長度，既q(t)=Q(t)?V，