-一种用于分组交换机的缓存管理算法

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1、第33卷第6期电子科技大学学报Vol.33No.62004年12月JournalofUESTofChinaDec.2004一种用于分组交换机的缓存管理算法胡冰，李乐民(电子科技大学宽带光纤传输与通信网技术教育部重点实验室成都610054)【摘要】提出了一种用于分组交换机中的缓存管理算法DT+SMA，该算法把DT和SMA结合起来，具有两者的优点。通过理论分析和仿真，得知在单优先级情况下DT+SMA比SMA的公平性更好，在多优先级情况下SMA比DT更易于实现，而且同时也能获得和DT相近的性能。关键词缓存管理;仿真;共享存储器;分组交换机中图分类号TN915.

2、05文献标识码AANewBufferManagementSchemeHuBing，LiLemin(KeyLaboratoryofBrodbandOpticalFiberTransmissionandCommunicationNetworksUESTofChina,MinistryofEducationChengdu610054)AbstractInthispaperanewbuffermanagementschemecalledDT+SMAispresented.Thisschemecombinessharingwithminimumallocation

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

4、T.Keywordsbuffermanagement;simulation;sharedmemory;packetswitch近年来，通信向分组化发展，在通信网络中需要有分组交换机。为了避免冲突，分组交换机采用了输入输出排队等结构。将输出排队的各队列中的缓冲存储器合在一起，就成为共享缓存交换机，如图1所示。由于在给定的丢失率的条件下共享缓存交换机所用的存储器容量最小，所以共享缓存交换机得到了广泛应用。由于在实际中大部分交换机所交换的数据都为定长，所以考虑定长数据的交换情况。一个高效率的缓存管理算法对于共享存储器交换机极为重要，缓存管理策略将会直接影响到一

5、个交换机的性能。有两种经典的缓存管理算法：最小分配共[1，2]享(SharingwithMinimumAllocation，SMA)和动态门限(DynamicThreshold，DT)。输入端口1输出端口1输出端口队列1共享存储器……输入端口N输出端口队列N输出端口N图1共享缓存交换机模型DT算法的核心是：在任何一个瞬时，输出队列的门限是交换机中当前未使用的缓存器大小的函数，当输出端口的队列长度等于或者超过当前的门限，该端口就会被锁定不会接收新的数据。在t时刻，T(t)是受控的门限，Q(t)是第i个队列的长度，在t时刻如果Q(t)≥T(t)，端口i就会被

6、锁定，直到队列长度降低至低于门限或门限提高ii到高于队列长度()Q(t

7、性和很高的效率，但是当DT用于多优先级的时候，就变得比较复杂，得为每一个优先级计算该优先级的总共的队列长度。SMA在用于多优先级的时候很容易实现，只要为不同的优先级队列提供不同的自己使用最小空间就可以实现，但SMA的公平性(缓存管理中的公平性是指，在相同优先级下，带宽应该在各个端口队列公平的分配)却无法很好的保证。本文提出一种新的缓存管理算法：DT+SMA。1DT+SMA算法在DT+SMA队列中，缓存器也被分为两部分：B1、B2。B=B1+B2(1)在数据占用B1的时候DT+SMA算法和SMA完全相同，可是在数据开始占用B2的时候中，要在B2中使用DT算

8、法，设q(t)为每个队列超过专用的最小空间的队列长度，既q(t)=Q(t)−V，