Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

IM-OM matching packet dispatching scheme for MSM Clos-network

Kleban J., Węclewski S.

Theoretical and Applied Informatics

|

2007

|

Vol. 19, No. 3

159-173

PL

Stosowane obecnie w routerach/przełącznikach rozwiązania nie pozwalają˛ na osiągniecie bardzo dużych przepustowości charakterystycznych dla węzłów sieciowych następnej generacji. Sytuacja ta implikuje bardzo intensywne poszukiwania nowych, skalowalnych architektur dla tego typu urządzeń´. Ze względu na ograniczenia technologiczne konstruowanie węzłów sieciowych o przepustowościach sięgających Tb/s lub Pb/s jest ogromnym wyzwaniem. W pakietowych węzłach sieciowych następnej generacji coraz częściej zakłada się możliwość wykorzystania wielosekcyjnych pól komutacyjnychClosa ze względu na możliwość łatwej rozbudowy i zwiększania pojemności. Wyróżnia się pola Closa z buforowaniem w pierwszej i trzeciej sekcji - MSM (ang. Memory-Space-Memory) i bez buforowania - SSS (ang. Space-Space-Space). Jednym z bardzo istotnych elementów architektury pola komutacyjnego routera są bufory wykorzystywane do rozwiązywania konfliktów wynikających z kierowania pakietów do tych samych wyjść. Bufory mogą˛ być´ umieszczone po stronie wejściowej, wyjściowej lub wewnątrz pola komutacyjnego. Szeroko dyskutowane w literaturze rozwiązanie z buforowaniem wejsciowym zakłada wykorzystanie tzw. wirtualnych kolejek wyjściowych VOQ (ang. Virtual Output Queuing). W tym przypadku bufor wejściowy w każdym porcie wejściowym jest dzielony na k równoległych kolejek, z których każda przechowuje pakiety kierowane do danego wyjścia pola komutacyjnego. W tym przypadku istnieje potrzeba zastosowania dobrego algorytmu planowania przepływu pakietów przez pole komutacyjne, zapewniającego osiągniecie dużej przepływności i małego opóźnienia. Układy planowania rozstrzygające spory o dostęp do zadanych wyjść´ nazywane są˛ arbitrami. Stosowane są˛ układy arbitrażowe centralne lub rozproszone. Różne algorytmy planowania przepływu pakietów były rozpatrywane w literaturze, większość z nich zapewnia uzyskanie 100% przepustowości dla ruchu równomiernego oraz ograniczona˛ przepustowość´ dla ruchów o rozkładzie nierównomiernym. W wielu obecnie stosowanych algorytmach planowania przypływu pakietów wykorzystywany jest efekt desynchronizacji wskaźników, a proces podejmowania decyzji o tym, która komórka z wejścia zostanie przesłana do wyjścia składa się co najmniej z trzech etapów, w których przesyłane są˛ sygnały żądania, potwierdzenia oraz akceptacji. Przy użyciu obecnie dostępnej technologii SERDES nie jest możliwe zrealizowanie w pojedynczej szczelinie czasowej arbitrażu opartego na przesyłaniu sygnałów żądanie-potwierdzenie-akceptacja, które musza˛ być parokrotnie przesłane przez złącza szeregowe. Istnieje zatem potrzeba poszukiwania algorytmów, które minimalizowałyby liczbę interakcji miedzy poszczególnymi elementami pola komutacyjnego.

EN

Current packet dispatching algorithms for next generation network nodes (switches/routers), in the majority of cases, involve the request-grant-accept handshaking scheme with many iterations and the effect of desynchronization of arbitration pointers. For high-performance switches and routers the Clos switching fabric is very attractive because of its modular architecture and scalability. It is almost impossible to implement the algorithms with multiple phase iterations in the three-stage Clos-network environment with currently available technologies, as the arbitration signals need to pass through the SERDES links several times, and the delay is too long. A great many packet dispatching schemes for three-stage buffered and bufferless Clos switching fabrics were proposed in the literature. Some of them provide high throughput under uniform, others under nonuniform traffic distribution. In this paper the new packet dispatching scheme, called IM-OM Matching (IOM), is proposed and evaluated. We have eliminated the handshaking process and iterations, but it is necessary to use the central arbiter instead. The IOM scheme may be implemented in the MSM as well as in the modified MSM Clos-network switches. We show via simulation that the proposed scheme delivers very good performance in terms of throughput, cell delay and input buffers size under different traffic distribution patterns.

2

Static connection patterns-based dispatching schemes for the MSM clos-network switches

Kleban J., Węclewski S.

Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering

|

2007

|

No 54

73-80

3

Packet dispatching algorithms with static desynchronization for three-stage buffered clos-network switches

Kleban J., Santos H.

Systems Science

|

2006

|

Vol. 32, no 3

119-125

EN

The Internet cannot continue to scale-up to higher data rates and to support for differentiated services without network nodes (switches/routers) with high-speed interfaces and large switching capacity. Network nodes are still the critical bottleneck in the Internet. The main part of each switching node is a switching fabric, which provides connecting paths between input and output lines. For high-performance switches and routers the Clos-network is very attractive because of its modular architecture and scalability. In packet switching systems it adopted the use of packet dispatching algorithms to avoid packet contention, which may occur while a packet is being routed in a switching fabric. Different dispatching schemes for buffered Clos-network switches were proposed in many papers. Most of them consist of request, grant and accept phases, and cannot work in real environment. In this paper two algorithms called Static Desynchronization (SD) and Maximal Matching Static Desynchronization (MMSD) for three-stage buffed Clos-network switches are proposed. These algorithms are easy to implement in hardware and perform well for a wide range of traffic load per input port. The performance of the proposed algorithms was evaluated and compared with results obtained for CRRD (Concurrent Round-Robin Dispatching) and CMSD (Concurrent Master-Slave Round-Robin Dispatching) schemes.