第三部分(交换1)讲解.ppt

空分多路径交换结构—多平面交换 多平面交换结构中有多个交换平面可以让信元通过。 优点：与单平面交换结构相比，可以降低信元冲突概率，提高性能。同时，可靠性也提高。当交换平面中的一个或多个发生故障时，剩余的交换平面仍然工作，整个交换机仍然可以工作，只不过性能降低了。 缺点：实现复杂性增加。为避免乱序，属于同一个packet的信元必须走同一个交换平面。 空分多路径交换结构—循环交换 循环交换结构中，竞争失败的信元从循环端口输出，返回到输入端，竞争下一次机会。 优点是可以在一定程度上提高性能。缺点是循环端口使交换机的端口数增加了，且可能出现信元乱序问题，即属于一个packet（IP）的信元没有按进入的顺序到达输出端。必须采用一定的机制来处理。 交换结构中的缓存 共享缓存； OQ（Output Queuing）； IQ（Input Queuing）； VOQ（Virtual Output Queuing）； CIOQ（Combined Input and Output Queuing）； Crosspoint Queuing * 传统电路交换的优缺点。 统计复用：用户数据不再固定、周期性地占用时隙，而是根据用户请求和网络资源情况，由网络动态分配。接收端不按固定的时隙关系来提取相应用户数据，而是根据数据中携带的目的地址来接收数据。这种复用方式称为异步时分复用，也称为统计时分复用。 交换机结构 交换机逻辑结构 LIC: line interface card IPC: input port controller OPC: output port controller 交换机面板图 交换机结构—输入和输出端口控制器框图 asdffggg aa 交换结构(switch fabric)功能定义 交换的实质 将某条入线的信息输出到特定的一条或几条出线上。 交换结构的评价方法 可以从性能和实现成本两方面评价一种交换结构的优劣。 性能：在各种可能的业务流模式（包括多播）下，分组经过交换结构的时延、时延抖动、丢失率等。 成本：实现交换结构所需的缓存和连线资源的多少，做工程实现时所需花费的人力物力。 共享缓存交换结构可以认为是最好的一种。由于充分共享内部缓存资源，资源消耗较少。因此，可以将共享缓存作为一种比较对象。 交换结构中的资源冲突 交换结构是由连线和缓存构成的。 连线又分输入端连线、内部连线和输出端连线。 当多个信元要同时去往一个输出端口，就造成输出端冲突（output port contention)，解决办法：选择一个信元从输出端口发出，将其余信元暂时缓存或丢弃。 当多个信元要同时经过一个内部连线时，就造成内部连线冲突（internal line contention)，或称为内部连线阻塞（internal line blocking)。解决办法：暂时缓存信元或丢弃信元。 当资源冲突引起信元暂时缓存，如果缓存里只有一个FIFO (First In First Out)队列，就会产生队头阻塞（Head of Line Blocking：HOL Blocking）现象。 研究交换结构要解决的中心问题 用多少连线和缓存资源，如何配置资源，在各种可能的业务流量模式下，将冲突的概率减少到可以接受的程度，从而使信元延迟和丢失率达到一定指标。 交换结构中的资源冲突—Output port contention 交换结构中的资源冲突—Internal Line Blocking 交换结构中的资源冲突—引起Head Of Line Blocking 交换结构的分类 —按外部特性 内部无阻塞型：如果一个外部输入端和一个外部输出端是空闲的，则一定可以找到空闲的内部通道将输入端和输出端连接起来。 内部阻塞型：如果一个外部输入端和一个外部输出端是空闲的，不一定可以找到空闲的内部通道将输入端和输出端连接起来。 交换结构的分类 switch fabric 按资源的使用方法可做如下分类： 交换结构的分类—时分复用交换 交换结构中的内部资源被所有从输入到输出的信元分时共享，即时分复用。这种内部资源可以是一个总线，也可以是一个缓存。 时分复用交换结构可以分为共享媒介型和共享缓存型，共享媒介可以是总线或环。 共享总线型交换结构 从各个输入端口来的信元分时通过总线到达输出端，输出端的AF让目的的为本输出端口的信元通过。总线速率至少等于各个输入端口速率的和。优点是简单、容易支持多播。缺点是各个输出端口的缓存不能共享，缓存的速率至少等于总线速率，且缓存比较大。支持大的交换容量比较困难。 共享缓存型交换结构 优点：缓存可以得到充分共享。 缺点：缓存的