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基于堆排序的PQ+CBWFQ路由器排队调度算法
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  基于堆排序的PQ+CBWFQ路由器排队调度算法_电子/电路_工程科技_专业资料。研究具有QoS特征、易于实现的排队算法一直是优化带宽的重要手段,也是提高宽带IP网络性能的主要途径.文章提出基于堆排序的PQ CBWFQ网络路由器排队调度算法进行具体实现,并给出低成本的硬件实现方案,对未来的高性能路由器设计具有重要的参考价值.

  第32卷 场互32 第1期 抽J 计算机工程 Computer Engineering 文Img,1000--3428(2006)01--0119--02 文■●景识码I A 2006年1月 January 2006 中圈分类号l TP301.6 ?网络与通信? 基于堆排序的PQ+CBWFQ路由器排队调度算法 刘羹兵¨.孙世麓1.姆蕾2 (1.电子科技大学计算机学院,成都610054;2.重庆邮电学院,重庆400065) l妥:研究具有QoS特征、易于实现的排队算法一直是优化带宽的重要手段,也是提高宽带P网络性能的主要途径。文章提出基于堆 排序的IPQra=BWFQ网络路由器排队调度算法进行具体实现,并给出低成本的硬件实现方案,对未来的高性能路由器设计具有重要的参考 价值。 美t曩:路由器;堆排序;排队调度算法 Queue Scheduling Algorithm of the PQ+CBWFQ in Router Based on 2 Heap Sort LIt/YanbingL (1.School SUN Shixinl,LIU Lei2 ofComputerScience。UEST,Chengdu610054;2.ChongqingUniversityofPosts&Telecommunications,Chongqin9400065) over IAbstraetl Working bandwidth,also is router a the queuing algorithm with the character of to Qos and easy realization is always a a significant mea飘鹏to optimize main approach enhance the performance of 1P network.This paper offers queue scheduling algorithm of the to PQ+CBWFQ in based on heap sort,algorithm realization and hardware plan of low—COSt.It is of important significance design high-performance router in future. [Key words]Router;Heap sort;Queue scheduling algorithm 路由器中的缓冲排队以及拥塞控制是IP QoS(Quality of Service)的一个重要组成部分。高速路由器的可扩展性和服务 质量)主要受排队策略和调度算法的影响。调度算法保证路由 器的可预测QoS性能,如吞吐率、延迟、抖动等。研究具有 QoS特征、易于实现的排队算法一直是优化带宽的重要手段, 也是提高宽带IP网络性能的主要途径。然而许多文献研究表 明,在高速环境下实现排序队列并非易事。本文结合基于类 的加权公平队列(CBWFQ)排队算法,采用堆排序思想选取 在基于类的加权公平队列之上创建少量的严格优先级队列, 以满足实时应用(如语音、信令)传输的低时延要求需要。 我们给出设计排队器具体系统功能框图,如图l。 [ 分组完成调度,并进行具体实现。最后给出基于本思想的QoS 排队器应用环境、功能与性能要求,并确定其外部接I:1、内 部功能模块与结构,由此可以进一步指导进行DSP、FPGA 所有队列最多为64个,每个队列可容纳最多500个分组.1表不通过 及硬件实现设计。这对进一步提高路由器的性能具有实用参 考意义。 嘞检查,分组可以入队列;2表示通过豫ED检查,分缎被丢弃。 圈1捧队■熏麓功■ l基于类的加权公平队列(CBWFQ)的捧队器设计 加权公平队列(WFQ)是一个简单、动态的排队机制,它 各部分功能具体说明: (1)类标志识别和排队决定:完成分组的读写和分类标志的识 别,并根据系统要求(通过控制寄存器体现)由加权随机早检测丢 弃(WRED)算法作出适当的排队决策(排入哪一个队列); (2)拥塞检测和拥塞控制:根据进入的分组属于哪一类和属于 哪一个流,计算它应入的缓冲器队列的长度,检测拥塞情况并决定 对该分组是丢弃或放入缓冲队列,并修改相关寄存器。 (3)缓冲器资源:缓冲队列使用的随机存储器(RAM),使用 外部RAM实现; (4)调度:实现对每个队列中分组的输出调度,根据不同队列 通过给重要的通信较高的优先级,以使它得到相对的更多的 带宽,保证重要通信的服务。同时也兼顾低优先级流的公平, 保证低优先级流的带宽占总带宽一定的比例,不至于发生“饥 饿”的情况。基于类的加权公平队列(CBWFQ)是WFQ的 一个加强版,在基于类的加权公平队列中,不再仅仅使用ToS 域中的优先级字段,而是使用区分服务码点(DSCP)来标记 分组的优先级和服务级别要求。DSCP字段兼容以前ToS字 段中的优先级定义,每一个DSCP值对应一系列的服务行为。 管理员可以配置这些服务行为。一旦根据标准定义了一个类 基金疆目:国家外专局和国家自然科学基金联合资助项目 (RJ2002510201);重庆市科委应用基础项目(2005BB2060);重庆市 教委项目(KJ050507) 型,就可以配置它的特性,可以配置诸如带宽、权重、最大 分组限制。 以优先级队列(PQ)扩展基于类的加权公平队列,通过 作者倚介:刘晏兵(1971一),男,博士生,主研方向:计算机宽带 棚络性能分析;孙世新,教授;刘蕾,硕士、助工 收稿日期:2004-11—08 E-mail:liuyb@cqupt.edu.cn 一1l!卜一 万方数据


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