روش های مسیریابی در سوئیچ های ATM قابل توسعه و امکانات ساختاری قطعات بکار رفته جهت حمایت از الگوریتم مسیریابی
چکیده
سوئیچ فابریک ها در مسیریاب ها و سوئیچ های ATM مورد استفاده قرار می گیرند. در طراحی واحدمند این سوئیچ با یک نوع قطعه استاندارد، از روش های Clos و Crossbar استفاده می شود. از آنجا که بین هر ورودی و هر خروجی در شبکه سوئیچ سه طبقه، به تعداد طبقات میانی مسیر وجود دارد، لذا مسیریابی بایستی به نحوی باشد که بتواند عوامل پایین آورنده کیفیت سرویس یعنی تأخیر، تغییرات تأخیر و تلفات سلول را کاهش دهد و توالی سلول های ورودی را در خروجی حفظ نماید. در این پایان نامه یک الگوریتم مسیریابی ارائه می گردد که از طریق محاسبه و اضافه کردن یک برچسب مسیریاب به سلول های یک مکالمه باعث عبور آنها از یک مسیر می گردد و به این طریق توالی سلول ها را حفظ می نماید. در ضمن از ایجاد صف در دو طبقه اول و دوم جلوگیری و تأخیر عبوری را کاهش می دهد. نتایج شبیه سازی این الگوریتم به صورت پارامترهای مهم کارایی بررسی می شود.
مقدمه
جهت ساخت سوئیچ فابریک های بزرگ ATM، از مجموعه روش های Clos و Crossbar، با استفاده مکرر از قطعات با بافرهای خروجی و تسهیم حافظه که به صورت m*m ساخته شده اند، استفاده می شود. به طور کلی، سوئیچ های ATM با ویژگی چند پخشی، دارای دو نوع فابریک اساسی هستند:
Crossbar , Clos. از مزیت های سوئیچ فابریک Crossbar، ابتدا می توان به ساختار ساده آن اشاره کرد که برای پیاده سازی بسیار آسان می باشد. دوم، ویژگی ذاتی چند پخش آنها می باشد. و سوم، اینکه این سوئیچ، به طور ذاتی دارای خاصیت عدم انسداد می باشد. (به عبارتی می توان گفت، که همواره بین هر پورت ورودی و خروجی یک مسیر قابل دسترس وجود دارد.)
سوئیچ های Clos، از دسته شبکه های تحت عنوان MINs می باشند، که فقط دارای چندین طبقه هستند.
شبکه های MINs، اتصال میان پورت های ورودی و خروجی را از طریق تعدادی طبقات دارای سوئیچ، برقرار می کنند. هدف از MINs، جلوگیری از پیچیدگی سخت افزاری شبکه های Crossbar (یک سوئیچ “N*N Crossbar” دارای N2 نقطه تقاطع می باشد). و نیز ایجاد توانایی عدم انسداد در هر زمان می باشد. دسته معروف MINs، شبکه های Clos هستند که اساس کار ما در این پایان نامه است.
باید گفت که در سوئیچ Clos، مکانیزم سریعی برای دستیابی به نطم دوباره اتصالات، مطابق با سلول های ورودی هر قطعه زمانی مورد نیاز است، تا بتوان از مسدودشدگی داخلی جلوگیری کرد.
این مسأله، وقتی که اندازه سوئیچ بزرگ باشد، ایجاد مشکل می کند. در عمل، ممانعت از مسدودشدگی داخلی، ساده نمی باشد. در واقع وقتی که رقابت سلول ها، روی پیوندهای داخلی روی دهد، کارایی سیستم کاهش می یابد.
این مسأله می تواند با افزایش تعداد پیوندهای داخلی بین واحدهای سوئیچ، بهبود یابد. به طوری که مسیرهای بیشتری برای مسیریابی سلول های اطلاعاتی وجود خواهد داشت.
افزایش پهنای باند پیوندهای داخلی نیز مفید است، که به جای داشتن یک سلول برای هر پیوند داخلی در قطعه زمانی، هم اکنون بیشتر از یک سلول از واحد ورودی به واحد طبقه سوم مسیریابی می شود. از آنجا که بین هر زوج واحد ورودی و خروجی در شبکه Clos، به تعداد طبقات میانی، مسیر فیزیکی وجود دارد، لذا مدیریت تخصیص واحد میانی (واحدهای طبقه میانی) می تواند باعث توزیع یکنواخت ترافیک ورودی شود. با ارائه روش هایی که در آنها، تخصیص زمانی و نیز تخصیص مکانی صورت می گیرد، می توان پارامترهای کارایی را بهبود بخشید.
در این پایان نامه، هدف اصلی ما، طراحی یک الگوریتم جدید به منظور مسیریابی سلول های مکالمات درخواستی از سوئیچ، در طبقات سوئیچ می باشد به طوری که بتوان پارامترهای کارایی را بهبود بخشید. اصول کار در این پایان نامه به ترتیب زیر می باشد:
در فصل اول، هدف از کار و پیشینه ای از تحقیق و نیز روش کار و تحقیق به طور مختصر ارائه می گردد.
در فصل دوم، پایه ای از ATM و اساس سوئیچینگ در ATM مورد بحث و بررسی قرار می گیرد، در این فصل، مزایا و معایب مهم انواع سوئیچ های ATM مورد مطالعه قرار می گیرد.
مرجع اصلی این فصل، مرجع [1] می باشد.
در فصل سوم، سوئیچ های شبکه ای Clos که سوئیچ پیشنهادی در پایان نامه می باشد، مورد بحث و بررسی قرار می گیرد. مفاهیم این فصل، در درک مباحث بعدی، کمک زیادی می کند. مرجع [4]، یکی از مقالات IEEE، در زمینه سوئیچ Clos می باشد که از مراجع مهم اطلاعاتی این فصل بوده است. در فصل چهارم، اصول عملی کلی در زمینه سوئیچ های Clos، در قالب عنوان پایان نامه، که قبلا مورد تحقیق واقع شد، بررسی می گردد. مقالات IEEE زیادی در زمینه ATM و سوئیچ های Clos ارائه گردیده است. در این فصل، هدف، بررسی مقالات و تحقیقات قبلی می باشد که قبلا در راستای عنوان پایان نامه انجام شد. با مطالعه این مقالات، انواع روش های ساخت سوئیچ فابریک های بزرگ ATM و نیز روش هایی در زمینه مسیریابی بهینه مورد بررسی قرار می گیرد. از مراجع مطالعاتی این فصل، مقالات مربوط به مراجع [3]، [5]، [6] می باشند.
فصل پنجم، روش کار در پایان نامه را شرح می دهد که شامل ارائه یک الگوریتم جدید و شبیه سازی آن در محیط نرم افزار Matlab می باشد. شرح کامل الگوریتم و نتایج بدست آمده در این فصل آورده شده است.
فصل ششم نیز شامل نتیجه گیری، پیشنهادات و پیوست ها می باشند. ضمنا در این فصل فهرست کلی منابع و مأخذ نیز، آورده شده است.
تعداد صفحه : 154
