支持QoS的交换技术研究

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.1.1 研究背景 1

1.1.2 研究目的意义 5

1.2 一体化网络研究 7

1.2.1 一体化网络体系结构 7

1.2.2 一体化网络中的交换与路由 12

1.3 课题研究思路与研究工作 16

1.4 本章小结 18

参考文献 20

第二章 支持QoS的交换结构及调度算法分析 22

2.1 引言 22

2.2 典型交换结构分析 23

2.2.1 分组交换Crossbar型交换结构 23

2.2.2 交叉点无缓存Crossbar型交换结构 24

2.2.3 交叉点带缓存Crossbar型交换结构 27

2.3 支持QoS的调度算法分析 29

2.3.1 基于OQ结构的典型调度算法分析 30

2.3.2 基于IQ结构的典型调度算法分析 31

2.3.3 基于CIOQ结构的典型调度算法分析 32

2.3.4 基于CICQ结构的典型调度算法分析 34

2.4 基于标识支持QoS的交换技术分析 36

2.5 本章小结 38

参考文献 38

第三章 基于标识支持区分QoS的CICQ调度机制研究 44

3.1 引言 44

3.2 相关术语及定义 45

3.2.1 区分QoS 45

3.2.2 分组信息头格式 52

3.3 DS-CICQ交换结构 53

3.4 ID-DDRR调度算法 55

3.4.1 带宽分配方案 55

3.4.2 两个调度阶段 57

3.4.3 关于份额函数 59

3.4.4 ID-DDRR算法描述 59

3.5 性能评估 62

3.5.1 算法理论分析 62

3.5.2 算法公平性证明 63

3.5.3 算法仿真实验分析 64

3.6 本章小结 68

参考文献 69

第四章 基于标识支持区分QoS的PPS解决方案PSVIOQ-CICQ 71

4.1 引言 71

4.2 并行交换现状分析 72

4.3 PSVIOQ-CICQ交换结构 77

4.4 调度算法 79

4.4.1 相关概念和约定 79

4.4.2 负载均衡算法 80

4.4.3 DDRRP信元重组算法 82

4.5 仿真结果与分析 85

4.5.1 仿真环境 85

4.5.2 仿真结果分析 87

4.6 本章小结 92

参考文献 93

第五章 基于标识支持区分QoS的PPS解决方案PSCICQ 96

5.1 引言 96

5.2 PSCICQ交换结构 97

5.3 调度算法 98

5.3.1 相关定义 98

5.3.2 解复用器负载分担算法 99

5.3.3 中心交换平面调度机制 101

5.3.4 DPRR汇聚模块调度机制 104

5.4 性能分析 107

5.5 仿真结果与分析 110

5.6 PSCICQ和PSVIOQ-CICQ的比较 116

5.7 本章小结 120

参考文献 121

第六章 支持QoS的多级交换结构研究 122

6.1 引言 122

6.2 支持QoS的三级Clos分布式交换结构 123

6.2.1 输入端口的设计 124

6.2.2 输出端口的设计 130

6.3 交换结构的特性分析 131

6.3.1 分布式队列调度 131

6.3.2 一次调度 132

6.3.3 负载均衡 133

6.4 一种基于时限优先级可预测匹配的调度机制——DHIRRM 134

6.4.1 任务模型 134

6.4.2 DHIRRM算法描述 135

6.4.3 预测匹配 136

6.5 本章小结 137

参考文献 138

第七章 基于效用函数支持QoS的交换结构性能评价模型 139

7.1 引言 139

7.2 务流的效用函数现状分析 140

7.3 业务流的时延效用函数 141

7.3.1 语音流的时延效用函数 141

7.3.2 视频流的时延效用函数 142

7.3.3 TCP流的时延效用函数 143

7.3.4 三种业务流的时延效用函数 144

7.4 基于时延的效用函数评价模型 145

7.4.1 评价等级定义 145

7.4.2 评价模型构建 146

7.4.3 评价模型分析 146

7.4.4 评价模型的扩展 147

7.4.5 仿真实验分析 151

7.5 指标效用函数评价模型 153

7.5.1 指标模型的构建 153

7.5.2 指标评价模型分析 154

7.6 本章小结 156

参考文献 157

第八章 MPLS协议在新一代网络交换路由应用中的研究 158

8.1 引言 158

8.2 基于协调数据流抢占机制总体架构 160

8.2.1 工作流程 160

8.2.2 添加边缘路由表 161

8.2.3 MPLS通知报文格式 163

8.3 发送吞吐量信息封包的设计 164

8.3.1 标志变量 165

8.3.2 回传吞吐量信息封包 165

8.3.3 抢占通知封包 166

8.3.4 启动抢占机制条件 167

8.4 TPN传输等级定义 168

8.5 TPN机制工作原理 170

8.5.1 TPN工作流程 170

8.5.2 TPN带宽保留算法 172

8.6 LSR工作原理 174

8.6.1 Ingress LSR工作模块 175

8.6.2 Core LSR工作模块 177

8.6.3 Egress LSR工作模块 178

8.7 仿真实验与结果分析 179

8.7.1 仿真软件 179

8.7.2 具有TPN功能的NS扩展 181

8.7.3 仿真与分析 183

8.8 本章小结 193

参考文献 194

附录A 并行交换系统仿真平台PPS-CICQ-SIM的设计 196

A.1 引言 196

A.2 并行交换系统仿真平台PPS-CICQ-SIM建模 198

A.2.1 系统中的主要类及其相互关系 199

A.2.2 系统对象模型 204

A.2.3 系统动态模型 207

参考文献 209