专用路由器的调度与队列管理机制的研究与设计
本文选题:航天路由器 + 调度 ; 参考:《西安电子科技大学》2014年硕士论文
【摘要】:航天路由器有着不同于地面路由器的设计方法。它们在功能性、安全性、稳定性及性能上有着更加平衡的需求。好的调度机制可以保障交换机对业务流公平的处理且在性能上实现较高的吞吐率,而调度往往与队列管理密不可分。本文结合实验室所承接的“电路与分组混合专用路由器交换单元的设计”项目展开研究,针对该项目的设计需求,实现相应的设计。在满足需求的情况下选择更平衡的调度与队列管理机制,并给出调度与队列管理的仿真结果和交换单元板级联合调试的步骤和结论。本文首先介绍了课题的研究背景和交换结构的发展状况与关键技术。其次,根据目前研究现状介绍了单级交换的调度与队列管理机制。第三,介绍了路由器系统的拓扑结构,并针对项目提出的特殊的设计需求以及有效载荷的限制条件,提出了相应的设计方案,完成模块的划分与设计。第四,重点介绍了“交换单元”的调度器与队列管理的设计与实现,其中调度器又分为接收调度系统和发送调度系统,接收调度及时调度各端口数据帧的同时又需要完成非法帧过滤的安全机制,发送调度采用三级调度的方式,完成各端口、各逻辑端口、各优先级队列的公平输出,队列管理完成对各逻辑队列读、写与公平性的管理,并针对组播业务专门提出了可行的调度实现方法。最后对调度与队列管理进行仿真与板级验证。验证结果证明选用的调度与队列管理方法在现有条件下满足设计需求。在结论与展望中,根据现有交换单元在资源消耗、性能、公平性、对组播业务处理等方面进行评估,并且针对现有的不足提出改进方案。
[Abstract]:Spaceflight routers have different design methods than terrestrial routers. They have a more balanced need for functionality, security, stability, and performance. A good scheduling mechanism can ensure fair handling of traffic flow and high throughput performance in switches, and scheduling is often closely related to queue management. In this paper, the project of "the design of circuit and packet special router switch unit" is studied, and the corresponding design is realized according to the design requirement of the project. A more balanced scheduling and queue management mechanism is chosen under the condition of satisfying the requirements. The simulation results of scheduling and queue management and the steps and conclusions of joint debugging at the switching unit board level are given. This paper first introduces the research background of the subject and the development and key technologies of the exchange structure. Secondly, the scheduling and queue management mechanism of single-level switching is introduced according to the current research situation. Thirdly, the topology of the router system is introduced, and according to the special design requirements and the constraints of the payload, the corresponding design scheme is put forward to complete the partition and design of the modules. Fourthly, the design and implementation of the scheduler and queue management of "switching unit" are introduced, in which the scheduler is divided into a receiving scheduling system and a sending scheduling system. At the same time, it is necessary to complete the security mechanism of illegal frame filtering while receiving and scheduling the data frames of each port. The transmission and scheduling adopts the three-level scheduling method to complete the fair output of each port, logical port, and priority queue. Queue management manages the reading, writing and fairness of logical queues, and proposes a feasible scheduling implementation method for multicast services. Finally, the scheduling and queue management are simulated and verified at board level. The results show that the proposed scheduling and queue management methods meet the design requirements under the existing conditions. In conclusion and prospect, according to the resource consumption, performance, fairness, multicast service processing and so on, the existing switching units are evaluated, and an improved scheme is proposed to solve the problems.
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:V443;TN915.05
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本文编号:1905393
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