[发明专利]基于加权层分配和轮转实现的支持区分服务质量交换结构

说明书

技术领域：

本发明涉及一种高性能路由器中的交换结构，尤其涉及一种高性能路由器中基于加权层分配和轮转实现的支持区分服务质量的交换结构。此交换结构适合于广域主干网中的分组域核心路由器实现区分服务质量支持和降速交换，适用于广域主干网节点进行分组交换的核心路由器内部。属于计算机网络技术领域。 

背景技术：

目前，支持区分服务质量的路由器交换结构主要有四种方法： 

基于权重值匹配的交换结构(McKeown N..Scheduling algorithms for input-queuedcell switches[D].University of California at Berkeley.1995.)：通过配置端口不同的权重值来控制交换结构匹配调度的方法实现。该方法结构简单、易于实现，但调度控制是基于信元的，难以达到真正意义上基于流的服务质量的保证，粒度较粗，且容易使匹配率降低，影响吞吐量。 

基于转置矩阵匹配的交换结构(Chang C.S.，Lee D.S.，Jou Y.S..Load balancedBirkhoff-von Neumann switches，part I：one-stage buffering[J].Computer Comm，2002，25：611-622.)(Chang C.S.，Lee D.S.，Lien C.M..Load balanced Birkhoff-von Neumannswitches，part II：multi-stage buffering[J].Computer Comm，2002，25：623-624.)：通过分解得到不同的加权矩阵来控制交换结构匹配调度的方法实现。该方法操作复杂度低，但分解需要事先对流的需求有明确的认知，并且在端口多、数据量大情况下计算复杂、计算量大。 

基于输出反馈匹配的交换结构(Firoiu V.，Zhang X.，Gunduzhan E.，Christin N..Providing service guarantees in high-speed switching systems with feedback outputqueuing[J].IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems，2006，17(5)：434-447.)(Farajianzadeh A.，Khorsandi S..Toward a differentiated-service enabledparallel packet switch[C].IEEE ISCC’07，2007.885-891.)：通过输出反馈对输入端进行调度和匹配控制的方法实现。该方法可实现动态控制，但根据交换结果进行调度调整较为被动，并且需要复杂的中心反馈控制模块，无法实现分布式控制，导致交换系统健壮性不 强。 

基于静态、动态分类优先级的交换结构(Shi L.，Liu B.，Li W.，Wu B.，Liu Y..DS-PPS：A practical framework to guarantee differentiated QoS in terabit routers withparallel packet switch[C].IEEE INFOCOM’06，2006.1-12.)：通过对不同业务包流类型和输出反馈情况分别按照其对应的静态恒定机制和动态可调机制进行交换层调度和输出优先级配置的方法。该方法弱化对输出端反馈信息处理的复杂度，但解复用端的分配繁琐，交换层和复用层结构复杂，并且仍然需要整体级别的反馈控制。 

由此，上述支持区分服务质量的交换结构都普遍存在着中心算法调度、反馈机制、结构复杂等缺陷。