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路由器公平排队仿真模型研究与实现

容,释放这个数据结构的过程模拟了信元的输出过程。
  
  3.2 交换结构
  
  交换结构主要负责信元的传送,完成输入与输出端之间的连接。本模型提供一种逻辑的支持输出排队的交换结构,当输入端产生信元后,负责将信元传送到正确的目的地,即把产生的信元元素转移到输出缓存中。
  
  此外,交换结构还负责为每个到达的信元计算时间标签,与式(1)不同的是,这里只为会话i维护2个时间标签:会话i当前等待调度的信元的服务结束时间标签F(i)和会话i的服务结束时间标签SF(i)(会话最后一个信元的服务结束时间标签),并不需要为每个信元记录时间标签。和“WFQ调度器”协助工作,共同完成信元的调度输出。
  
  3.3 输出队列
  
  由于信元在输出端发生输出竞争,为了缓解拥塞,需要设置输出队列用于缓存信元,并负责队列的管理。模型中输出队列包含2部分:输出缓存和WFQ调度器。
  
  输出缓存用于存储等待发送的信元,每个逻辑独立的输出缓存只为一个会话服务。每个输出队列中只包含N个输出缓存,每个输出缓存对应一个输入端。输出缓存使用双向链表实现,链表的数据项为信元。如上所述,每个输出端维护N个这样的链表。
  
  WFQ调度器负责按SFF策略调度并输出信元,同时更新系统虚时间函数。WFQ调度器每个时隙执行一次。具体形式化描述见文献[4]。
  
  4 仿真结果
  本节主要对基于信元的WFQ模型进行仿真研究,分析了带宽分配公平性性能,并与FIFO做了比较。为绘图清晰,假设每个输出端有4个会话,对于输出端1,4个会话分别标示为flow(1,1),flow(2,1),flow(3,1)和flow(4,1),预约归一化带宽为0.4,0.3,0.2,0.1,并且每个会话负载是相同的。
  
  在上述数据流到达情况下,图3和图4分别表示在FIFO和WFQ调度下带宽的分配。
  
  (1)当各会话负载p≤0.25时,输出队列能满足他们的带宽需求,因此在FIFO和WFQ分配给各会话所需的带宽。
  
  (2)当p>0.25时,FIFO不考虑各会话的预约,将带宽平均分配给4个会话,这违背了文献[1]中的公平性原则。也就是说,FIFO不具备公平排队的能力。而对于WFQ,我们从图4中可以看出,当p>0.4时,各个会话带宽需求都超出他们的预约,WFQ则按预约带宽分配给相应的会话。当0.25≤p≤0.4时,WFQ仍然是公平的。
  
 

  

  5 结 语
  本文主要对基于固定长度的信元排队的WFQ进行了建模和仿真研究。首先分析了基于信元排队的WFQ和实现的方法,该方法充分利用信元输出时间固定的特点,在间隔相等的固定时刻更新系统虚时间函数。这种方法特别适合使用固定时间驱动的方法实现,具有高效、简单的特点。这些为模型的建立奠定了基础。接着提出了基于信元排队的WFQ模型,并分析了各个组成部分。最后对基于信元的WFQ模型进行了仿真研究,从带宽分配公平性指标与FIFO做了比较。仿真结果表明:基于信元排队的WFQ适用于高速路由器/交换机中

本文来源:天下网吧 作者:网吧方案

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