[00372037]新一代网络高性能路由器交换技术研究

该项目属于计算机科学与技术学科的计算机网络与通信及其应用研究。随着信息网络多媒体业务的兴起，三网融合等的提出，路由交换设备交换结构对服务质量支持的问题再次受到关注,如何实现具有QoS保证的交换技术也得到了学术界和产业界的广泛重视。而当前的交换结构和调度算法的研究主要集中在提高吞吐率，降低时延等方面。随着不同应用的增加，将来的交换结构必须能够考虑到对更加丰富的QoS保证的支持。项目旨在解决交换结构对更加丰富的QoS支持的问题。课题考虑交换结构及实现机制方面缺乏QoS保证的缺陷，首次将标识的概念引入交换结构，基于标识和带缓存交叉开关交换单元研究了交换技术的QoS保障问题。主要技术内容1．将标识的概念引入交换结构，提出了基于标识的交换。基于标识的交换避免了对数据包的深度解析，以业务类为单位管理网络数据流，能对不同的业务类进行感知识别。2．提出了一种基于标识支持区分QoS的CICQ调度机制。基于CICQ交换结构设计出支持区分服务的DS-CICQ交换结构，在DS-CICQ交换结构基础上，提出一种基于标识支持区分QoS的分布式动态双轮询ID-DDRR调度算法。为不同的业务类别提供公平的、保障QoS的传输服务。3．提出了一种新型的PSVIOQ-CICQ解决方案。采用在输出缓存引入VIQ队列结构的办法保证信元的传输顺序，基于此设计负载均衡器和分组整合器的调度算法，能够为不同服务需求的的业务提供QoS支持。4．提出了一种基于标识支持区分QoS的PSCICQ解决方案。设计了一种新型的PSCICQ体系结构，提出了一种基于标识支持区分QoS的PPS调度机制，在汇聚模块设置少量缓存采用双指针轮询算法DPRR实现区分QoS保障，保证了交换对高层不同业务类的有效支持。5．提出了基于效用函数支持QoS的交换结构性能评价模型。给出了业务流的时延效用函数，提出了一种新型的性能评价模型--基于时延的效用函数评价模型，并且将该模型进行扩展，提出了双指标评价模型，使评价更具综合性、直观性和实用性。应用推广情况：项目成果突破交换结构及实现机制方面缺乏QoS保证的缺陷，能够满足大容量和对多种网络业务提供良好的QoS保障，具有广阔的应用前景。该成果分别在河南省工业和信息化厅、河南农业大学信息中心，郑州轻工业学院网络中心等单位进行了应用。项目中提出的研究成果不仅有利于充分利用现有网络资源、提供更好的网络服务和节约网络建设成本，而且将会对高性能路由交换系统的发展与应用起到积极的促进作用，具有重要的理论意义和应用价值。同时，在该研究成果的基础上，发表论文16篇，其中EI收录8篇，4篇为EI收录期刊源，培养研究生6名。