1、交換網(wǎng)絡(luò)處理的業(yè)務(wù)流量增長要求交換網(wǎng)絡(luò)的容量需要不時地進(jìn)行升級，單級交換機由于受芯片的管腳和IC實現(xiàn)復(fù)雜度的限制，無法應(yīng)用于大規(guī)?？蓴U展交換機，因此，采用由多個交換單元構(gòu)成的多級網(wǎng)絡(luò)是目前常用的解決方案。另一方面，用于多級交換結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)調(diào)度算法往往忽略了輸入業(yè)務(wù)的特性，如：不同業(yè)務(wù)的相對優(yōu)先級、時延、時延抖動或不同的服務(wù)等級等特性，在支持可擴展性和滿足各種業(yè)務(wù)特性方面，還有待改進(jìn)。 針對以上問題，本文的主要貢獻(xiàn)和創(chuàng)新在于：通過對

2、DuneNetworks公司某交換芯片的研究，對MSM型三級Clos結(jié)構(gòu)做出了改進(jìn)；設(shè)計了以業(yè)務(wù)特性為導(dǎo)向的兩種調(diào)度算法：ACBS(AsynchronousCredit-BasedScheduling)算法和CBSTDM(Credit-BasedSchedulingwithTDM)算法；搭建了通用的仿真模型實現(xiàn)兩種算法，對其進(jìn)行了多方面的仿真實驗并對算法性能進(jìn)行了分析和討論。仿真表明，改進(jìn)結(jié)構(gòu)和兩種調(diào)度算法能取得較好的性能。 首

3、先，本文從交換機的作用和地位，交換技術(shù)的基本理論，交換結(jié)構(gòu)和調(diào)度算法在交換機中的作用幾個角度出發(fā)介紹了本文的背景知識，并展望了交換網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)發(fā)展趨勢。然后分析了分組交換結(jié)構(gòu)從單級結(jié)構(gòu)到多級結(jié)構(gòu)的演進(jìn)歷程，分析當(dāng)前大容量分組交換網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀，并研究討論了用于單級結(jié)構(gòu)和多級結(jié)構(gòu)的不同調(diào)度算法。 其次，本文對MSM型的三級Clos結(jié)構(gòu)做出了改進(jìn)，改進(jìn)的交換結(jié)構(gòu)能支持分布式的“拉”式調(diào)度算法，具有更加靈活的可擴展性。 再次，在改進(jìn)

4、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上設(shè)計了兩種調(diào)度算法ACBS和CBSTDM，兩種算法均屬于流調(diào)度算法，采用分布式的調(diào)度方式，與傳統(tǒng)的用于多級結(jié)構(gòu)的集中式兩次匹配的調(diào)度算法有很大的區(qū)別，傳統(tǒng)算法將輸入端口的數(shù)據(jù)包“推”向交換結(jié)構(gòu)的輸出端口，而ACBS算法和CBSTDM算法是通過輸出調(diào)度器將數(shù)據(jù)包從輸入端口“拉”向輸出端口。在ACBS中，輸入輸出之間采用異步交互控制信息的方式進(jìn)行分布式的一次調(diào)度算法，仿真表明，它能充分考慮業(yè)務(wù)特性和輸出帶寬進(jìn)行調(diào)度，在均勻負(fù)載的情

5、況下能取得較高的吞吐率，降低數(shù)據(jù)包的平均時延，較好地適用于熱點業(yè)務(wù)，同時能方便地支持負(fù)載均衡；CBSTDM通過令牌進(jìn)行調(diào)度，輸入級采用時分復(fù)用的方式共享鏈路，它能降低工程實踐的復(fù)雜度，并且也能在考慮業(yè)務(wù)特性基礎(chǔ)上調(diào)度，能較好的支持不同的業(yè)務(wù)特性，對不同優(yōu)先級業(yè)務(wù)表現(xiàn)出較好的性能，也能有效而簡易地支持負(fù)載均衡。 最后，為了考察基于改進(jìn)MSM型三級Clos結(jié)構(gòu)的兩種算法的性能，我們搭建了基于這種交換結(jié)構(gòu)的通用仿真模型，并在此基礎(chǔ)上實