研究表明先进先出调度器能对速率约束流提供有效的速率保证。缓存管理对于控制系统资源的使用、为流量提供QoS保证起着重要的作用。如果没有缓存管理,别且在输入时也没有准入控制,恶意的传输流会用尽全部缓
f存空间,出现拒绝服务的情况,此时分组调度的性能也会下降。缓存管理是基于共享缓存交换结构的,缓存管理在其中的模型如图1所示。一般假设整个缓存空间是M,由Ⅳ个端口共享使用。有些缓存算法将共享的缓存划分成Ⅳ部分,大小分别为
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根据排队论知识,可以将缓存管理看做服务模型,每个端口分组到达的平均速率是λi,端口输出的速率是1,若用MM1服务模型,分组到达速率为
λi的队列的平均忙期为11λi。如果使用Qit表示t时刻输出端口i的队列长
度,那么所有队列长度总和为Qit∑Qit。实际网络中有不同类型的传输流,
i1N
它们的优先级不同,可以假设到达的每个端口的分组有P个优先级,分别为0级别最高,L,P1;那么端口i所有优先级队列长度和为Qit∑QiPt,系统
i1N
中所有队列长度为Qit∑∑QiPt。显然以上的Qt≤M。
i1p0
p1
2缓存管理算法
路由器缓存管理策略可分为静态阈值策略StaticThreshold.ST、PushOut策略PO、动态阈值策略Dy
amicThreshold,DT及多优先级的缓存管理策略。
21静态阈值策略
静态阈值策略在20世纪70年代后期成为研究热点。它包括完全分占、完全共享、最大队列长度共享、最小分配共享和最大队列最小分配共享方案。(1)完全共享与分占。完全共享CompleteShari
g,CS和完全分占
fCompletePartitio
i
g,CP两个方案是最简方案。在CS中每个端El共享整个缓存空间M,如果空余缓存,刚到达的分组就可以被接收。CP方案则相反,全部缓存空间M始终划分给N个端口,为每个端口分配的缓存之和等于总的缓存,实际上CP并没有提供共享。在适当的均衡传输负载条件下CS丢失率低。也就是说,为了实现一个给定的丢失率,CS使用的缓存空间比CP更少。这也是共享内存结构在交换系统中很流行的重要原因。在不均衡负载条件下CP中各个端口的缓存完全分立,可以隔离不同负载端El的相互影响。它们的缺点也很明显:CP会浪费缓存资源,因为当端口处于不活跃状态端El排队分组小于某个值时的状态时,分配给它的缓存也不能为活跃的端口使用,降低了缓存使用效率;CS的公平性较差,若某个端口的工作负载到达端口传输的分组数量很重,那么它将占用绝大部分缓存空间,这对于其他端口来说是不公平的。(2r