吞吐率保证的无限可扩展交换结构内部路由及调度算法研究

无限可扩展交换结构是下一代互联网研究的重要问题之一，其性能将直接决定骨干网核心路由结点的吞吐转发性能。影响无限可扩展交换结构性能的最关键问题就是其内部数据路由及调度问题。国际上现有的研究还无法解决针对任意可行流量，如何提供吞吐率、延时等性能保证。本课题将提出新的提供吞吐率保证的无限可扩展交换结构模型，提出新的提供吞吐率保证的无限可扩展交换结构内部路由及调度算法,算法具有O(1)复杂度并可实现针对任意可行流量模型提供100%吞吐率保证；并提出低平均延迟保证的调度算法；提出基于可扩展交换结构的分布式路由查找模型和路由查找算法。通过以上研究，最终实现具有性能保证的无限可扩展交换结构。

随着Internet的发展，核心路由器的交换能力跟不上数据交换的需求，核心路由器中采用的交换结构已经严重制约了其交换能力的进一步提升，因此学术和工业界都在研究和寻求在性能上可以无限扩展的交换结构。影响无限可扩展交换结构性能的最关键问题就是其内部数据路由和调度问题。针对这一课题，本项目通过一系列研究取得的主要研究成果包括：（1）设计了吞吐量随节点数线性增长的分布式直连网络交换结构P2i；（2）在分布式调度的P2i网络交换结构基础上，提出了双向链路的B-P2i-网络交换结构，并为之设计了新的基于势能的自适应内部路由算法；（3）提出了两级结构的TTP2i网络交换结构，并进一步提出了负载均衡交换结构LB-TTP2i和用高维交换节点构建的HR-TTP2i；（4）提出了一种有序保证的SMM型Clos网络交换结构，研究了多级交换结构中出现流量干扰问题，并提出了相应的解决方案；（5）分析了基于交叉节点缓存交换结构的组播性能，并提出了保证100%吞吐率的两级组播交换结构。（6）建立完善了可扩展交换结构的模拟实验平台。. 在本项目的研究进程中，共发表和录用论文11篇，其中国际会议6篇，国内核心期刊5篇，EI检索10篇，申请并授权专利4项。