导读:本文包含了高性能交换结构论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:结构,高性能,路由器,负载均衡,交换机,算法,高阶。
高性能交换结构论文文献综述
杨利[1]（2016）在《刍议高性能高阶路由器交换结构的设计》一文中研究指出互联网是计算机能更好的为人类服务的基础。互联网与计算机终端需要依靠路由器来连接。路由器芯片的设计水平不断提高,技术也越来越成熟,但是还有2个技术方面的问题急需解决,本文对如何在有限的芯片上设计更多的功能从而提高路由器吞吐率、对芯片中交叉开关布线进行合理安排避免线路拥堵和线路过长两个问题提出了设计方案和建议。(本文来源于《科技展望》期刊2016年19期）
周志强,徐展琦,张晓磊,杨帆,丁喆[2]（2015）在《高性能交换结构综述》一文中研究指出简述交换结构分类,从交换体系结构、调度算法和Qo S保证等方面分别介绍了当前研究较多的单级、多级和多平面多级等多种交换网络,并简述这些交换网络的关键要素和研究结果,对比它们的实现复杂度、可扩展性、吞吐率、Qo S保证等,指出高速交换结构发展中值得研究的若干问题,为进一步研究高速交换结构提供参考。(本文来源于《计算机应用研究》期刊2015年04期）
徐宁[3]（2013）在《网络高性能交换结构及调度算法研究》一文中研究指出近十几年来，互联网络的业务流量呈现持续爆炸性的增长，网络节点（路由器、交换机等）正在逐渐成为网络基础设施发展的关键制约因素，而交换结构（SwitchFabric）是网络节点的物理“核心”，研究高线速、多端口、可扩展性强并且能够提供更好的QoS服务支持的新型交换结构及相关的调度算法是目前的重要课题。在此背景之下，本文针对新型高性能交换结构、低抖动调度算法、多级交换结构的冲突丢包以及全光交换网络的输出波长冲突调度这四个方面的关键问题进行研究。本文的研究获得国家发改委下一代互联网CNGI项目“支持平滑演进的IPv6路由交换设备研制及产业化”以及武汉邮电科学研究院光纤通信技术和网络国家重点实验室开放基金资助项目“下一代光接入关键技术和系统研究”(No.2010OCTN-03)的支持。输出缓冲排队交换结构（OQ）是目前为止最能够适应各种服务质量需求的交换结构，但是由于其N倍加速的特点，在今天的高速交换网络中难以得到广泛应用。基于交叉矩阵的交换结构可以避免N倍加速问题，但是受到交叉矩阵调度机制的限制，难以支持复杂的服务质量需求。交叉点缓冲交换结构是目前性能最好的交换结构之一，但是由于交换结构队列的限制，非均衡流量下的性能很不理想。为了解决这一问题，本文提出了负载均衡-交叉点缓冲交换结构体系方法，这种新型的交换结构通过引入负载均衡机制将输入端口的非均衡流量变换为中间交换端口的近似均衡流量，从而有效的解决了单纯交叉点缓冲在非均衡流量下吞吐量性能不足的缺陷并且保留了交叉点缓冲交换结构的高服务质量特性，通过实验和理论分析证明了负载均衡-交叉点缓冲交换结构的稳定性和模拟输出缓冲排队的有效性。同时，为了解决引入负载均衡机制可能带来的交换数据流失序问题，进一步改进了负载均衡-交叉点缓冲交换结构，提出了虚拟队列负载均衡-交叉点缓冲交换结构，通过在交叉点缓冲中引入虚拟的输入队列和相应的分级调度算法，有效的保证了交换过程中数据流的各个数据包有序输出。部分连接多级交换网络具有结构简单，易于扩展等等优点，对于构建高速光交换网络系统具有重要意义。但是多级交换网络也存在着固有的内部链路冲突问题，可能导致数据包的丢失从而影响了网络应用的服务质量。为了能够在保持部分连接多级交换网络的优点的同时，有效的解决内部链路冲突的问题，提出用信息技术中的删除信道模型模拟多级交换网络内部固有冲突造成的数据包丢失，采用编码技术从交换数据流中恢复出丢失的数据包而不改动内部结构和选路算法。新的算法在最大限度的保持部分连接多级交换网络的特点的同时，有效解决了由于内部链路冲突而造成的丢包的问题。传统研究集中于吞吐量、延时、丢包率等常见的服务质量参数，但是传输抖动也是影响音视频业务主要电信级参数。在目前的混合输入排队-交叉点缓冲交换结构中，低抖动调度的研究仍是一个电信级业务的热点。针对传统方法中动态调度算法抖动抑制性能较差、帧调度算法复杂度高等问题提出基于混合输入排队-交叉点缓冲交换结构（CICQ）的混合动态-帧调度算法和基于帧的低抖动调度算法，将混合输入排队-交叉点缓冲交换结构中基于流量的低抖动帧调度转化为典型的优化问题，通过解优化问题获得了最佳的帧调度。能够提供巨大的交换容量和业务带宽的波分复用光交换系统是目前构建未来骨干传输交换网络的基础，而在光交换系统中，为了解决竞争输出波长而产生的冲突问题，必须高效率的调度交换结构中的输出光波长和有限波长转换器资源。针对目前的波长冲突调度算法在充分利用波长和转换器资源上不理想的问题，提出波长可调整的冲突调度算法，将可调整的波长带入波长转换器分配阶段与空闲波长一起调度，从而高效的利用了波长和转换器资源，提高了全光交换结构的性能。(本文来源于《华中科技大学》期刊2013-05-01）
郑若鹢[4]（2012）在《一种高性能CICQ交换结构调度算法》一文中研究指出在CICQ的两类调度算法中,无队列状态信息调度算法相对简单,但在非均匀的业务流环境下性能无法令人满意;基于队列状态信息的调度算法在非均匀的业务流环境下性能良好,但算法复杂度高。针对以上不足,提出一种低复杂度的高效调度算法CRR-FRR。新算法无需比较和排序,硬件实现简单,具有良好的可扩展性。仿真结果表明,无论是在均匀分布还是在突发业务源的情况下,均具有良好的时延性能。(本文来源于《计算机应用与软件》期刊2012年07期）
夏羽[5]（2012）在《高性能大容量多级交换结构与调度算法研究》一文中研究指出随着因特网(Internet)应用的日益广泛,音视数据逐渐成为网络应用数据的主体,对等(P2P)关系也因此成为继浏览器/服务器(B/S)模式之后的新型应用模式。加上网络应用的种类和数量不断增加,网络用户数呈指数规律剧增,网络应用数据量有多个数量级的增长。网络应用环境的上述变化,加上安全问题日益恶化,对通信子网(特别是骨干通信子网)及其核心设备提出严峻挑战。人们期待未来的通信子网更加安全可靠、易管理,可用性高,能够根据用户需求和服务性质提供不同质量的数据传输服务；要求骨干通信子网的核心交换设备具有更大容量(端口数与单口速率的乘积)、更优的交换性能(转发速率、传输时延、抖动等)。以密集波分复用为代表的光通信技术,将单个波长的数据传输速率提高到160Gbps以上,为构建高速率的交换机提供了良好的通信条件。但是,由于缺少可用的光存储器件和光处理器,在全光域内实现分组交换尚不现实,现代的交换机的交换结构的构建还只能在电域内实现,或采用光电相结合的方式。然而电子器件的毫微秒级的门传输时延和存储器访问时间的制约,以及印制板工艺等方面的原因,构建单波长100Gbps速率和多端口的大容量高性能的交换机仍然是交换机设计中的难题。2010年发布IEEE802.3ba标准就因为受电器件的限制,不得不采用10个10Gbps的波长合成100Gbps的端口速率,而未能直接利用光纤100Gbps的波长速率。因此,高光纤通信速率与电域内相对较长门传输时延及存储器访问时间之间的反差正是构建大容量、高性能的交换结构(Switch fabric)的难点,也正是本论文研究工作的大背景。多年以来,网络中继设备(路由器、交换机)的核心部件——“交换结构”经历了总线结构、共享存储器结构和交叉连接(Crossbar)叁大阶段。尽管Crossbar仍然是当今交换机使用的核心交换结构,但由于受电子技术和工艺水平的限制,“单级crossbar交换”在交换速率和端口数量方面已经达到现有技术的极限,难以适应现代和未来交换机对容量和性能的需要,于是出现了多级crossbar交换结构。典型的多级交换结构包括“负载均衡交换结构”(LB switch fabric)和"Clos网络互联结构”两种,也正是本文研究的主题。LB交换结构利用多个交换单元(交叉开关或阵列波导光栅)组成多级交换机以改进其性能,单个交换单元的调度采用简单但严格的时分复用调度,即可获得100%的吞吐率。其代价是总交换的时延增加,还可能出现信元(Cell)错序的问题。作者在本论文中对LB交换结构的贡献主要两方面：1)提出了增强型LB交换结构以解决其时延大的问题,即用适应性时分复用(ATDM)取代严格的TDM调度,避免时槽利用不充分问题(称为“连接浪费”)；2)提出用虚拟中间级队列(VCQ)和虚拟输入队列集(VIQ set)相结合的方式,保证交换信元不失序,首次将整个交换机的调度时间复杂度降低为O(1),并且保证了100%的吞吐率和良好的时延性能。作者还分别探讨了用交叉开关电子器件和阵列波导光栅光器件作为基本交换单元的可行性和利弊。对LB交换结构的严重的批评是：为了改进交换机的性能或扩容,与另一类多级交换结构(Clos)相比,它使用的基本交换单元过多。论文中作者对Clos结构的研究包括叁个方面：首先,本文提出了一种在无缓存的Clos网络结构中实现100%吞吐率的调度算法StablePlus。利用StablePlus的特点,作者将Clos网络中的Karol路径分配的算法的复杂度降低为O(1),可以方便地利用笔者设计的专用硬件来实现。StablePlus是首个在O(1)的调度复杂度下,使Clos网络交换机达到100%吞吐率和良好时延性能的调度算法。通过对StablePlus执行过程和执行顺序的进一步优化,交换机整体的调度时间大大缩短,尽管StablePlus能够在较大范围内适应较大容量和高性能交换的需要,但是受无缓存Clos网络结构的局限性的影响,进一步扩大超大容量交换受到制约,需要探索新的技术。本文的其余部分将聚焦于带存储的Clos网络结构。作者对于带缓存的Clos网络交换机的贡献主要在于提出了创新的“模块级匹配”的概念。作者首先将这个概念应用于MSM (Memory-Space-Memroy)的Clos网络交换机之中,它将传统“端口级匹配”的调度方式转变为“模块级匹配”的调度,这个转变带来的优势有：减少了调度器需要处理的请求和相应的数量,并且避免了在Clos网络中复杂的路径分配问题。因此,这样的一个调度器可以在单个电路板、甚至是单个芯片当中实现,这对于实现大容量交换机是非常必要的,而这个优势在无缓存的交换机当中是无法实现的。使用“模块级匹配”所带来的另外一大好处在于可以避免信元错序的问题。因为每次都有一个帧的信元同时穿过Clos网络的所有中间级。此外,在MSM的Clos网络交换机中应用“模块级匹配”可以应用大量文献中成熟的单级输入排队交换机的调度算法,并且如果选择稳定的调度算法,Clos网络便可达到100%的吞吐率。为了弥补基于帧的调度所带来的较长的等待成帧时间的问题,作者提出了静态信元分发和动态信元分发两种各有特点的解决方案,并通过仿真实验验证了他们的有效性。然后,作者尝试将“模块级匹配”的概念应用到叁级带缓存(MMM,Memory-Memory-Memory)的Clos网络结构中,获得了很好的效果。MMM的Clos网络可以完全模拟一个单级CICQ (Combined Input and Crosspoint Queued)交换机。因此所有CICQ交换机的优点都可以被继承,例如其仅使用简单调度即可达到的高性能以及仅需要较小的缓存即可达到很高的吞吐率。并且文献中关于CICQ交换机的大量的成熟调度算法都可以直接应用到Clos网络中。作者试图在Clos网络中应用CICQ交换机中的经典算法SQUISH,并达到了100%的吞吐率。更加重要的是,使用SQUISH的Clos网络表现出了极强的抗突发性,在极大的突发流量下,仍然可以达到95%以上的吞吐率。而在低负载下,和MSM的模块级匹配交换机类似,可以使用静态或者动态信元分发的方法弥补以帧为单位调度的不足。最终,对于所有有缓存的多级交换机都会遇到的拥塞控制的问题,本论文提出了一种在输入模块中限制信元数,而在输出模块的队列中设置拥塞阈值的方法,有效地解决了MSM和MMM两种Clos网络在所集成的存储器有限的情况下,因队列拥塞而产生的溢出和队首阻塞问题。(本文来源于《西南交通大学》期刊2012-06-01）
朱博[6]（2012）在《高性能高阶路由器交换结构设计与分析》一文中研究指出高性能计算机正在迈向EFLOPS量级，对高性能互连网络和高阶路由器设计提出了新的设计挑战。高阶路由器在单个路由器芯片内集成更多的互连端口，从而在减小网络直径，提高网络性能和可靠性，降低网络构建成本及功耗等诸多方面具有明显的技术优势，成为当前高性能互连网络研究领域的主流和重点。集成更多的互连端口，提供更高的聚合带宽，也为高阶路由器交换结构设计提出了新的挑战。高阶互连交换结构需要解决两个方面的主要问题，首先是设计资源消耗少、高效的互连交换结构，有效消除HOL效应对高阶交换结构吞吐率的影响，提高交换结构吞吐率；其次是设计结构化、可扩展的交换结构，减小后端Floorplan和布线难度。本文着重研究高吞吐率高阶交换结构设计，提出了一种基于非对称交叉开关的高阶路由器交换结构，该交换结构基于M×N的非对称交叉开关进行实现，其中M远小于N，对非对称交叉开关的吞吐率进行了深入模拟分析，结果显示基于非对称交叉开关的交换结构能显着提高路由器的吞吐率，对基于非对称交叉开关的路由器进行了结构化设计改造，实现了基于瓦片的交换结构，简化了交换结构实现。本文详细介绍了基于非对称交换结构的路由器实现方法，与此对比，给出了几种其它的交换结构，通过提取多种交换结构的共性部分，对多种路由器交换结构进行统一、结构化的设计实现；介绍了路由器交换结构实现中的若干关键技术，包括请求生成，仲裁及流控等；对交换结构的模拟测试结构进行了详细介绍，设计实现了高效的高阶路由器模拟结构；介绍了用于高阶路由器模拟分析的报文激励源生成机制和报文输出检测机制，实现了可配置的报文生成和检测，设计实现了支持多轮次循环和多参数组合测试的自动化、高效、综合模拟测试平台。(本文来源于《国防科学技术大学》期刊2012-04-01）
刘聪[7]（2012）在《高性能计算机片上网络交换结构和性能的研究》一文中研究指出在目前的高性能计算系统中,为了弥补单个处理器计算能力的不足,需要将多个处理器互连,进行并行计算,从而提高整个系统的计算能力。在目前的高性能计算系统电互连片上网络中,电互连的一些固有缺陷成为了抑制网络性能提高的主要障碍。与电互连相比,片上光互连具有更好的性能,是芯片级互连中更好的解决方案。为了突破基于电互连的片上网络的瓶颈,满足日益增加的对高性能计算技术的需求,本文对片上光网络进行了研究。本论文完成的主要工作如下：1,完成了一种基于簇状网络拓扑结构(Cluster Mesh)的片上光网络的研究。对该网络的网络结构、节点结构、通信协议和路由策略进行了设计,并使用OPNET网络仿真工具进行了仿真建模。通过仿真,研究了该簇状网络的网络性能。将仿真结果与传统的Mesh网络仿真结果进行比较,并分析了簇状网络在局部流量较大时所具有的优越性。2,对一种无缓存的基于分组交换的光网络(BOIN)进行了仿真研究。对该网络的网络结构和路由方式进行了理论研究,使用OPNET软件进行了仿真建模,并通过仿真分析了网络的时延和吞吐量等相关性能参数。通过将BOIN网络与传统的基于电路交换的Torus网络的仿真性能进行对比,体现了BOIN网络在网络资源利用上的优势。通过研究和仿真,我们得到了簇状网络拓扑结构和分组交换这两项技术在芯片级的光网络上的性能优势。仿真结果表明,在网络局域流量较大时,簇状网络拓扑结构比相同规模的普通Mesh拓扑结构具有更好的时延和吞吐量性能。而基于分组交换的片上光网络也比基于电路交换的片上网络具有更高的链路利用率。这两项技术也将成为芯片级光互连网络未来的研究热点。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2012-01-03）
李海涛[8]（2011）在《高性能路由器交换结构及接口标准选择研究》一文中研究指出文章针对高性能路由器的交换结构及接口标准选择进行研究,首先简要地介绍了交换结构的分类,其次讨论比较了叁种交换结构接口标准的优缺点,通过从数据通路和流量控制两方面分析,提出NPSI是高性能交换结构接口的正确选择,最后结合课题研究给出了基于NPSI的流控技术实现案例。(本文来源于《计算机与数字工程》期刊2011年01期）
戴艺,苏金树,孙志刚[9]（2010）在《高性能新型交换结构综述》一文中研究指出目前基于单级交换结构(single-stage switch)集中式调度的路由器已经不能满足Internet网络流量、网络规模和上层应用的快速发展.近年来,旨在提高路由器可扩展性、吞吐率、QoS能力的高性能交换技术,成为路由器技术研究中的一大热点.文章从体系结构、调度策略、QoS特性叁个方面对高性能交换结构研究进展进行了综述,以可扩展性、实现复杂度、延迟和吞吐率保证、负载均衡及报文乱序为主要衡量指标分析比较了每一类交换结构调度算法的性能,最后提出下一步的研究课题和思路.(本文来源于《电子学报》期刊2010年10期）
吕锋,涂晓东[10]（2006）在《高性能交换结构调度算法的研究》一文中研究指出本文讨论了交换技术中的调度算法,对基于Crossbar交换结构的调度算法进行了分类阐述和对比分析,并重点讨论了算法的吞吐率、稳定性、公平性、延迟,为进一步研究交换结构的调度算法指出了思路和方向。(本文来源于《四川省通信学会2006年学术年会论文集（二）》期刊2006-12-01）
高性能交换结构论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
简述交换结构分类,从交换体系结构、调度算法和Qo S保证等方面分别介绍了当前研究较多的单级、多级和多平面多级等多种交换网络,并简述这些交换网络的关键要素和研究结果,对比它们的实现复杂度、可扩展性、吞吐率、Qo S保证等,指出高速交换结构发展中值得研究的若干问题,为进一步研究高速交换结构提供参考。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
高性能交换结构论文参考文献
[1].杨利.刍议高性能高阶路由器交换结构的设计[J].科技展望.2016
[2].周志强,徐展琦,张晓磊,杨帆,丁喆.高性能交换结构综述[J].计算机应用研究.2015
[3].徐宁.网络高性能交换结构及调度算法研究[D].华中科技大学.2013
[4].郑若鹢.一种高性能CICQ交换结构调度算法[J].计算机应用与软件.2012
[5].夏羽.高性能大容量多级交换结构与调度算法研究[D].西南交通大学.2012
[6].朱博.高性能高阶路由器交换结构设计与分析[D].国防科学技术大学.2012
[7].刘聪.高性能计算机片上网络交换结构和性能的研究[D].北京邮电大学.2012
[8].李海涛.高性能路由器交换结构及接口标准选择研究[J].计算机与数字工程.2011
[9].戴艺,苏金树,孙志刚.高性能新型交换结构综述[J].电子学报.2010
[10].吕锋,涂晓东.高性能交换结构调度算法的研究[C].四川省通信学会2006年学术年会论文集（二）.2006
论文知识图
