黄慧群，刘勤让，卜佑军，张风雨

（1. 解放军信息工程大学 信息工程学院，河南 郑州 450002;

2. 国家数字交换系统工程技术研究中心，河南 郑州 450002）

1 引言

基于分组的交换系统是实现路由器交换和大规模系统扩展的重要单元，交换结构按照排队缓存所在位置的不同，可分为输入排队（IQ，input queue）和输出排队（OQ，output queue）。输出排队交换结构中，到达各输入端口的分组直接经由交换单元到达输出端口，并在每个输出端口进行排队，如图1所示。输入排队则将到达分组在输入端口进行排队和缓存，经调度后由交换矩阵交换到系统输出端口[1,2]。文献[3]从分组丢失率、链路速率等性能需求入手，研究了核心路由器的缓存需求问题，并给出了核心路由器缓存设置法则。文献[4]重点针对路由器内部交换中采用简单FIFO算法产生的线头（HOL, head of line）阻塞现象，结合虚拟输出队列（VOQ, virtual output queue）机制，给出了一种消除数据转发过程中出现线头阻塞的iSLIP改进算法。文献[5]基于 TCP协议模型对经验法则、斯坦福缓存法则和基于分组丢失率的缓存法则等各种缓存容量设计研究成果进行了比较分析。文献[6～10]给出了可重构路由器软硬件模型、ForCES协议及体系结构方面的介绍。

图1 输出排队交换结构

大量研究集中在路由器对缓存区容量设置的理论需求上。可重构路由器则注重研究和实现有限资源高效利用的方法，也是可重构缓存机制研究的出发点。该机制在交换结构缓存队列中引入按需分配思想，将队列中闲置存储单元分配给有较大突发流量、需要更多缓存的端口，避免系统有大量缓存区空闲时仍有一些端口因较大突发流量而大量分组丢失。……