基于NoC架构的高性能网络交换技术研究

发布时间：2021-11-26 04:39

　　随着互联网融入人们生活的程度越来越深,各种应用与服务层出不穷,使得网络流量呈现爆发式的增长,对网络节点造成巨大压力。交换结构作为互联网节点处交换机的“物理”核心,直接决定着交换机的性能,因此研究高吞吐量、低时延、可扩展性强的交换结构及其调度算法等高性能交换技术对提升交换机的性能、解决网络的瓶颈问题具有十分重要的意义。本文以片上网络（Network on chip,NoC）Mesh型拓扑结构为基础,设计了一种应用于高速率、大容量、可扩展性强、可靠性高的单级交换结构,以实现高性能的网络交换。论文的主要研究内容包括:1.针对现有的单级交换结构可扩展性差、调度算法复杂、实现成本高等问题展开研究,利用NoC良好的扩展性与并行传输通信的特点,提出了一种基于NoC架构的交换结构,称之为环绕式单向NoC交换结构（Wraparound UDN Switch Fabric,WUDN）。WUDN交换结构中的路由器,采用输出队列的排队方式以及轮询调度算法。在WUDN交换结构中,采用简单灵活的模XY算法实现路由路径最短与网络流量均衡,数据包以存储、转发的方式传输。基本工作流程是,输入数据首先储存在输入端口的FI... 

【文章来源】：战略支援部队信息工程大学河南省

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

均匀流量和突发性流量下的WUDN结构与CICQ结构

图 2.5 均匀流量下不同端口数量、加速比的 WUDN 结构性能了不同加速比、不同端口数的 WUDN 的平均延迟，可以看 WUDN 结构在低负载率下的平均时延。WUDN 结构具有可换结构的饱和点也在负载率较高的点附近。然而，由于结构数增加，导致传输的平均时延也增加。

图 2.5 均匀流量下不同端口数量、加速比的 WUDN 结构性能不同加速比、不同端口数的 WUDN 的平均延迟，可以看出WUDN 结构在低负载率下的平均时延。WUDN 结构具有可换结构的饱和点也在负载率较高的点附近。然而，由于结构增加，导致传输的平均时延也增加。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于高速数据采集的NoC路由器设计[J]. 许川佩,刘标.  微电子学与计算机. 2017(11)
[2]密集波分复用技术的应用[J]. 刘诗儒,原丽丽.  中国新通信. 2017(12)
[3]公平和低时延的主动队列管理算法研究[J]. 苏成龙,金光,江先亮,钮俊.  通信学报. 2017(05)
[4]一种新的片上网络拥塞感知容错路由算法[J]. 吴凤阳,刘勤让.  重庆邮电大学学报(自然科学版). 2017(02)
[5]NoC中基于路径多样性的交叉开关细粒度容错设计[J]. 欧阳一鸣,笪健,李建华,梁华国,黄正峰,杜高明.  计算机辅助设计与图形学学报. 2017(01)
[6]基于TTE的改进加权轮询调度算法[J]. 张英静,何锋,卢广山,熊华钢.  北京航空航天大学学报. 2017(08)
[7]三维片上网络拓扑结构研究综述[J]. 张大坤,宋国治,王莲莲,黄翠.  计算机科学与探索. 2015(02)
[8]高性能交换结构综述[J]. 周志强,徐展琦,张晓磊,杨帆,丁喆.  计算机应用研究. 2015(04)
[9]ATM信元总线交换技术及其应用的研究[J]. 段强.  现代电信科技. 1997(11)

硕士论文
[1]基于自适应分组长度的调度算法研究[D]. 陈晓霞.暨南大学 2017
[2]Torus交换结构流量均衡和容错路由算法研究[D]. 陈军.电子科技大学 2010



本文编号：3519411