共享存储器交换机的性能分析
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图２ ４ ｘ ４结 构 交 换 机
否 有 内部 阻 塞 ， 而 内部 阻塞 会 影 响 交换 机 吞 吐 量 ． 内部 阻 塞 也 就 是 说 在 空 闲 的 输 入 端 口和 输 出端 口之 间不 能 建立连接 ． 如 图 ４所 示 ． 输入端 Ｅ ｌ ９ 不 能 去 往 空 闲 的输
同的 ． 它们都是将 信息 （ 例 如数据包 ） 准确无 误地从 一
个 地 方 传 到 另 ～个 地方 ． ． 然而 ． 路 由器 代 表 的范 围 通 常
比较 大 ． 它是将信 息（ 例 如数 据包 ） 从 一个 网络节点传
到 另 一 个 网络 节 点 ．这 些 节 点 问 通 常 在 网络 中有 着很 长 的距 离 。交 换 机 则 是 信 息 （ 例如数据包 ） 在 网 络 节 点 内部 不 同端 口 的传 输 通 常 路 由需 要 不 同 网络 节 点 之
倍。 所 以当内部加速超过 １ 时， 缓存一定用在输 出端 口
上． 也 即是 数 据 包 将 在 输 出 端 口处 缓 存 ． 因此 在 输 出排 队 结 构 的 交 换 机 中 内部 加 速 是 一 个 重 要 问题 由 于 内 部 加 速 允 许 输 出端 口在 一个 时 隙 内处 理 超 过 一 个 以上 的数据包 ． 这使 得 交 换 机 的 吞 吐 量 可 以增 加 内部 阻 塞 与 输 出争 端 ：交 换 机 的结 构 决 定 了其 是
同 的 目的地 ． 这 也 是 多 播 产 生 的 原 冈之 一 为 了实 现 多
播 功 能 ．就 需 要 额 外 的交 换 机 结 构 来 从 一 个输 入 端 口
复 制 数 据传 输 至 多 个输 出 端 口 多播 换 机 的 示 意 图如
１ 网络 节 点 示 意 图
图 ３所 示 ｌ ｌ １ ． 其 中输 入 端 口 ０的数 据 包 经 过 复 制 去 往 输 出端 口 ０、 ２和 ４ ． 实 现 了 多播 。
文章编号： １ ０ ０ ７ — １ ４ ２ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ３ １ — ０ ０ １ ６ — ０ ６
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ７ — １ ４ ２ ３ ． ２ ０ １ ３ ． ３ １ ． ０ ０ ４
共享存储器交换机的性能分析
大 多数 的 网络 连 接 是 点 对 点 通 信 的 ．这 也 被 称 为 单 播 单 播 的特 点 是 从 一 个 输 入 端 口到 达 的 数 据 包 只
去往 相应 的 一个 输 出端 Ｅ ｌ 但是 ． 对 于视 频 会 议 ， 数 据
广播 等应 用 ．通 常 输 入 的数 据 包 需 要 同 时 去 往 多 个 不
间 的合 作 ．同时 需 要 根 据 路 由器 内部 的路 由协 议 来 确
定 路 由 的路 径 ．而 交 换 指 的是 数 据 包 的传 输 根 据 交换
机 的路 径 表 ．交 换 结 构 以及 调 度 算 法 在 交 换 机 内 部 完
成 一个 ４ ｘ ４结 构 （ ４个 输 入 端 口与 ４个 输 出端 口 ） 的交 换 机 如 图 ２所示
据Ｉ Ｐ路 由器 中 的路 由 表 ｆ 路 由表 由路 由协 议 更 新 ） 前 往 相应 的 网 络 节 点 。 如 图 １ 所示 ， 在 网 络节 点 内部 ． 数 据包 需 要 通 过 交 换 机 的交 换 来 完成 传 输 。
在 分 组 网络 中 ．交 换 机 与 路 由器 的基 本 目的是 相
陈 冠 ， 高 月红 ， 张 欣 ， 桑 林
（ 北京 邮 电大 学 通 信 与 信 息 系 统 ． 北京 １ ０ ０ ８ ７ ６ ）
摘
要 ：交换 机 是 分 组 网 中的 一 个 重要 组 成 部 分 ． 对 于分 组 网的 性 能有 着很 大影 响 。 介 绍 共 享 存 储
出 端 口 ４或者 输 出端 口 ６， 因 为输 入端 口 ４占用 了去 往
多播 数据 包 端口
曩 谢赛 国瓣 誊臻謦 冀澎 嚣囊－ 一 ｜ 露 ｜ ０≮
并指 明 未来 的 研 究 重 点
关 键 词 ：排 队 论 ；交 换 机 ：共 享 存 储
１ 问题 的提 出
如今的 Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ 网络 采 用 的是 分 组 交 换 网络 ． 网络 两 边 有 着 众 多 不 同 的 输 入 端 口和 输 出 端 口 ．数 据 包 根
器 交换 机 的 三种 不 同 实现 方 法 以及 多播 的 实现 过 程 ． 同时 以 排 队 论 的知 识 为 理 论 分 析 基 础， 介 绍排 队论 中的 生 灭 过 程模 型 ， 状 态 转 移模 型和 爱 尔 兰呼 损 模 型 ， 并 对 状 态转 移 的 稳 态
特 性 以及 共 享 存储 器 结构 的 交换 机 的 丢 包率 公 式 给 出推 导 对 所 做 的 工 作做 简要 的 总 结 ．
＠ 现 代 计 算 机 ２ ０ １ ３ ． １ １ 上
２ 源自文库交 换 机 的 性 能 参数 与 结构 特 点
吞 吐 量 与 内 部 加 速 ：吞 吐 量 定 义 为 当所 有 输 入 端 口以 链 路 速 度 输 入 １ ０ ０ ％流 量 时 ． 输 出端 Ｅ ｌ 平 均 输 出 流 量 与输入 流量之 比． 因此 吞 吐 量 最 大 不 超 过 １ ． 一 般 来 说 吞 吐 量 越 大 意 味着 交 换 机 性 能 越 好 内部 ｋ倍 加 速 的定 义 是交 换 机 内部 交换 速 度是 输 入链 路 速 度 的 ｋ
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ —０ ９ —２ ６
修 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ —１ ０ —２ ６
作者简介 ： 陈冠 （ １ ９ ９ ０ － ） ， 男， 贵 州贵 阳 人 ， 硕 士研 究 生 ， 研 究方 向 为 无 线 通信 系统 相 关 技 术 、 网络 演 算 及 其 应 用课 题
否 有 内部 阻 塞 ， 而 内部 阻塞 会 影 响 交换 机 吞 吐 量 ． 内部 阻 塞 也 就 是 说 在 空 闲 的 输 入 端 口和 输 出端 口之 间不 能 建立连接 ． 如 图 ４所 示 ． 输入端 Ｅ ｌ ９ 不 能 去 往 空 闲 的输
同的 ． 它们都是将 信息 （ 例 如数据包 ） 准确无 误地从 一
个 地 方 传 到 另 ～个 地方 ． ． 然而 ． 路 由器 代 表 的范 围 通 常
比较 大 ． 它是将信 息（ 例 如数 据包 ） 从 一个 网络节点传
到 另 一 个 网络 节 点 ．这 些 节 点 问 通 常 在 网络 中有 着很 长 的距 离 。交 换 机 则 是 信 息 （ 例如数据包 ） 在 网 络 节 点 内部 不 同端 口 的传 输 通 常 路 由需 要 不 同 网络 节 点 之
倍。 所 以当内部加速超过 １ 时， 缓存一定用在输 出端 口
上． 也 即是 数 据 包 将 在 输 出 端 口处 缓 存 ． 因此 在 输 出排 队 结 构 的 交 换 机 中 内部 加 速 是 一 个 重 要 问题 由 于 内 部 加 速 允 许 输 出端 口在 一个 时 隙 内处 理 超 过 一 个 以上 的数据包 ． 这使 得 交 换 机 的 吞 吐 量 可 以增 加 内部 阻 塞 与 输 出争 端 ：交 换 机 的结 构 决 定 了其 是
同 的 目的地 ． 这 也 是 多 播 产 生 的 原 冈之 一 为 了实 现 多
播 功 能 ．就 需 要 额 外 的交 换 机 结 构 来 从 一 个输 入 端 口
复 制 数 据传 输 至 多 个输 出 端 口 多播 换 机 的 示 意 图如
１ 网络 节 点 示 意 图
图 ３所 示 ｌ ｌ １ ． 其 中输 入 端 口 ０的数 据 包 经 过 复 制 去 往 输 出端 口 ０、 ２和 ４ ． 实 现 了 多播 。
文章编号： １ ０ ０ ７ — １ ４ ２ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ３ １ — ０ ０ １ ６ — ０ ６
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ７ — １ ４ ２ ３ ． ２ ０ １ ３ ． ３ １ ． ０ ０ ４
共享存储器交换机的性能分析
大 多数 的 网络 连 接 是 点 对 点 通 信 的 ．这 也 被 称 为 单 播 单 播 的特 点 是 从 一 个 输 入 端 口到 达 的 数 据 包 只
去往 相应 的 一个 输 出端 Ｅ ｌ 但是 ． 对 于视 频 会 议 ， 数 据
广播 等应 用 ．通 常 输 入 的数 据 包 需 要 同 时 去 往 多 个 不
间 的合 作 ．同时 需 要 根 据 路 由器 内部 的路 由协 议 来 确
定 路 由 的路 径 ．而 交 换 指 的是 数 据 包 的传 输 根 据 交换
机 的路 径 表 ．交 换 结 构 以及 调 度 算 法 在 交 换 机 内 部 完
成 一个 ４ ｘ ４结 构 （ ４个 输 入 端 口与 ４个 输 出端 口 ） 的交 换 机 如 图 ２所示
据Ｉ Ｐ路 由器 中 的路 由 表 ｆ 路 由表 由路 由协 议 更 新 ） 前 往 相应 的 网 络 节 点 。 如 图 １ 所示 ， 在 网 络节 点 内部 ． 数 据包 需 要 通 过 交 换 机 的交 换 来 完成 传 输 。
在 分 组 网络 中 ．交 换 机 与 路 由器 的基 本 目的是 相
陈 冠 ， 高 月红 ， 张 欣 ， 桑 林
（ 北京 邮 电大 学 通 信 与 信 息 系 统 ． 北京 １ ０ ０ ８ ７ ６ ）
摘
要 ：交换 机 是 分 组 网 中的 一 个 重要 组 成 部 分 ． 对 于分 组 网的 性 能有 着很 大影 响 。 介 绍 共 享 存 储
出 端 口 ４或者 输 出端 口 ６， 因 为输 入端 口 ４占用 了去 往
多播 数据 包 端口
曩 谢赛 国瓣 誊臻謦 冀澎 嚣囊－ 一 ｜ 露 ｜ ０≮
并指 明 未来 的 研 究 重 点
关 键 词 ：排 队 论 ；交 换 机 ：共 享 存 储
１ 问题 的提 出
如今的 Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ 网络 采 用 的是 分 组 交 换 网络 ． 网络 两 边 有 着 众 多 不 同 的 输 入 端 口和 输 出 端 口 ．数 据 包 根
器 交换 机 的 三种 不 同 实现 方 法 以及 多播 的 实现 过 程 ． 同时 以 排 队 论 的知 识 为 理 论 分 析 基 础， 介 绍排 队论 中的 生 灭 过 程模 型 ， 状 态 转 移模 型和 爱 尔 兰呼 损 模 型 ， 并 对 状 态转 移 的 稳 态
特 性 以及 共 享 存储 器 结构 的 交换 机 的 丢 包率 公 式 给 出推 导 对 所 做 的 工 作做 简要 的 总 结 ．
＠ 现 代 计 算 机 ２ ０ １ ３ ． １ １ 上
２ 源自文库交 换 机 的 性 能 参数 与 结构 特 点
吞 吐 量 与 内 部 加 速 ：吞 吐 量 定 义 为 当所 有 输 入 端 口以 链 路 速 度 输 入 １ ０ ０ ％流 量 时 ． 输 出端 Ｅ ｌ 平 均 输 出 流 量 与输入 流量之 比． 因此 吞 吐 量 最 大 不 超 过 １ ． 一 般 来 说 吞 吐 量 越 大 意 味着 交 换 机 性 能 越 好 内部 ｋ倍 加 速 的定 义 是交 换 机 内部 交换 速 度是 输 入链 路 速 度 的 ｋ
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ —０ ９ —２ ６
修 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ —１ ０ —２ ６
作者简介 ： 陈冠 （ １ ９ ９ ０ － ） ， 男， 贵 州贵 阳 人 ， 硕 士研 究 生 ， 研 究方 向 为 无 线 通信 系统 相 关 技 术 、 网络 演 算 及 其 应 用课 题