ترجمه مقاله کامپیوتر

 

ارزیابی عملکرد یک روتر با بافرهای گردشی تنظیم­پذیر در یک محیط سوئیچینگ پیوسته نوری


ترجمه مقاله کامپیوتر

ترجمه مقاله کامپیوتر

چکیده

سوئیچینگ پیوسته نوری، چالش­هایی را برای طراحی روترهای نوری بیان می­کند. این مقاله در نظر می­گیرد که چگونه ابعاد یک روتر با N پورت داده ورودی با Mفیبر اضافی، خطوط (پورتهای ورودی N+M) را در یک شبکه محدود هاپ-و-اسپن به تاخیر می­اندازد. روتر شامل FDLهای قابل­تنظیمی می­شود که می­توانند اندازه­شان را تغییر بدهد برای اینکه بافرها متناسب پیوسته شوند. فیبرهای قابل­تنظیم، دسترسی به توان بیش از 20% را نسبت به فیبر استاتیک در بارگذاری پورت ورودی به تاخیر می­اندازند. چند چرخشی یک نایز حیاتی هستند، زمانی که بسته­ها تنها می­توانند از طریق بافر به جریان بیفتند، بهبودی قابل­اندازه­گیری بدست می­آید پس از اینکه تعداد FDLها با تعداد پورتهای داده مساوی شود. هنگامی که گردش مجاز می­شود، توان عملیاتی تا حدود بالای 40 درصد افزایش می­یابد، بسته به ترکیب تعداد FDLهایی که اضافه می­شوند و گردش­هایی که محدود می­شوند، که باید به صورت پیوسته افزایش یابد. برای تعداد معینی از FDLها، یک حد مطلوب چرخش وجود دارد که فراتر از ان هیچ سود عملیاتی قابل­اندازه­گیری وجود ندارد.

کلمات کلیدی: سوئیچینگ پیوسته نوری، چرخش، خطوط تاخیر فیبر، بافر نوری.

  1. مقدمه

سوئیچینگ پیوسته نوری (OBS)، پشتیبانی از داده­های انفجاری با سرعت بالا را بر روی طول موج شبکه­های نوری (WDM) چند بخشی ارائه می­دهد [3-1]. طرح OBS یک سازگاری عملی بین سوئیچینگ- مدار نوری جریان و پدیدار شدن تمام  فناوری­های سوئیچینگ بسته نوری ارائه می­کند. علاوه براین، طرح OBS به کاربرد پهنای باند بالا و کیفیت خدمات (QOS) از طریق حذف تنگناهای الکترونیکی و با استفاده از یک روش پایان-به-پایان طرح رزرواسیون پنای باند از طریق تامین مدت زمان حافظه زمانی متغیر، دست می­یابد. فیبرهای سوئیچینگ نوری جذاب هستند زیرا آنها حداقل یک یا چند دستور از مصرف توان با اندازه کمتر با یک فاکتوری با فرم کوچکتر را در مقایسه با سوئیچ­های  O-E-O( اپتیک-الکترونیک-اپتیک) ارائه می­کنند. اخیراً بیشتر کارهای منتشر شده بر روی شبکه­های OBS در نسل بعدی شبکه­های داده صالی تمرکز می­کنند (بعنوان مثال شبکه­های گسترده اینترنت یا شهرهای بزرگ) با استفاده از قطعات سوئیچ WDM(بعنوان مثال 1Tb/s) با ظرفیت بالا. به وضوح پیشنهاد می­شود که طرح OBS می­تواند با شبکه­های سازمانی با سرعت بالا در آینده منطبق شود بدین منظور که رشد تقاضا برای کاربردهایی با پهنای باند بالا مانند شبکه­های مولتی مدیا با هزینه­های پایین معرفی کند [8]. ترجمه مقاله کامپیوتر – سایت ترجمه – ترجمه تخصصی

یک روش برای دستیابی به این اهداف، افزایش عملکرد یک روتر هسته با استفاده از خطوط تاخیر فیبری (FDL) می­باشد. چندین پژوهش در گذشته ناجام شده که سعی کرده­اند عملکرد روتر نوری با FDLها برای شبکه­های سوئیچینگ بسته­ای و پیوسته ارزیابی کنند. اثر گاجر[1] شامل ارزیابی معماری­های مختلف بافر برای یک محیط OBS با ناحیه گسترده می­شود. این مطالعه نتایج شبیه­سازی برای ابعاد بافرهای فید-فوروارد[2](FF) را برای طرح PreRes (پورت خارجی قبل از ورودی­های FDL پیوسته رزرو شدند) و بافرهای بازخورد (FB) برای طرح PostRes( پورت خارجی بعد از ورودی­های FDLپیوسته رزرو شد). با این­حال، محدودیت­های مطالعاتی برای 4 گردش ارزیابی شد و نتیجه گرفتند که افزایش در تعداد گردش­ها به بهبود عملکرد کمک می­کند. سینگ[3] و همکاران، [10] عملکرد یک روتر را با استفاده از ترافیک هماهنگ تحلیل کرده­اند و مدل­های تقریبی و دقیقی برای ویژگی­های بدون بلوک­بندی و بدون قابلیت ارائه کرده­اند. تحلیل یک مدل هماهنگ می­تواند کمک کند که یک حد بالایی برای عملکرد ارائه کنیم. با این حال، همانطور که در [12،11] نشان داده شده، ترافیک در اترنت و شبکه­های با حوزه وسیع منجر به پیوستگی در برخی یا تمام مقیاس­های زمانی می­شود. بنابراین، کسب تحلیل باند پایین­تر با استفاده از یک مدل هماهنگ، مفید خواهد بود. تانچوسکی و همکاران[4][13] نشان داده­اند که فضاهای خالی که توسط ترافیک هماهنگ ایجاد شده می­تواند از لحاظ آماری، عملکرد یک روتر دارای FDLs را کاهش دهد. یک فضای خالی، مکانی در توزیع بسته پورت خروجی است که زمانی است که یک پورت خروجی آزاد است زیرا یک پیوستگی با اینکه یک FDL دارای طول بیشتر، هماهنگ می­شود نسبت به زمانی که پیوستگی قبلی برای انتقال در پورت خروجی می­برد. در پر کردن فضای خالی [14]، یک جایگزین برای سخت­افزار همزمان­سازی فرض شده است. با این­حال، این فرایند پرکردن فضای خالی بسیار پیچیده و از نظر محاسباتی فشرده است برای اینکه در شبکه­های نوری با سرعت بالا درک شود. همچنین در [14] نویسندگان نشان دادند که عملکرد یک روتر با FDLهای بازخورد با ترافیک همزمان به تعداد پورتهای در حال گردش و محدوده گردش وابسته است. اثر ما این دو پارامتر را برای یک روتر نوری با قابلیت FDLهای قابل­تنظیم از چرخش هماهنگ بررسی می­کند. یک FDL قابل­تنظیم می­تواند اندازه آن را تغییر دهد برای اینکه ماهنگی همزمان مناسب شود بنابراین کاهش زمان برای آن پورت خروجی بعد از انتقال هماهنگی قبلی آزاد است (فاضی خالی).

ترجمه مقاله کامپیوتر – سایت ترجمه – ترجمه تخصصی

مدل فرض­شده ما به معایب [10] تن نمی­دهد زیرا آن عملکرد روتر را با استفاده از ترافیک پیوسته همزمان ارزیابی می­کند. همچنین، همانطور که در [9] فرض شد، ما به عملکرد روتر برای یک محدوده وسیعی (بالای 1000) گردش توجه می­کنیم و رابطه جایگزینی را بین افزایش در عملکرد و به همراه افزایش در میانگی تاخیر ارزیابی می­کند. به­طور طبیعی، از نظر فنی غیرعملی است که مجدداً هماهنگی را بیش از چند بار منتشر کنیم- تجربیاتی با محدوده گردش بزرگ وابسته هستند برای اینکه به صورت حالتهای محدود بکار گرفته شوند.

ترجمه مقاله کامپیوتر – سایت ترجمه – ترجمه تخصصی

اولاً ما مزایای فرضی یک معماری FDL قابل­تنظیم را بر روی یک معماری FDL با اندازه ساکن نشان می­دهیم. FDLهای پویا می­توانند با افزایشی بالای 20% در خروجی ارائه شوند همانطور که با تنظیمات ثابت برای روتر 32 پورت با 256 FDL و حد چرخشی 16 مقایسه می­شود. بعداً ما نشان می­دهیم که برای یک روتر نوری با 32 پورت با FDLهای قابل­تنظیم 32 تایی، انتشار منحصربفرد درحدود 10% را ارائه می­کند که در خروجی روتر بدون بافر افزایش می­دهد. افزایش تعداد FDLها فراتر از 32 برای این تنظیمات کمکی نمی­کند. زمانی که تعداد FDLها تا 256، بالای 16 گردش افزایش می­یابد، بهبود 37% در روتر بدون بافر ارائه می­کند. با این حال، افزایش تعداد چرخش­ها فراتر از این، بهبود بسیار جزئی (%2) را تنها در بارگذاری­های بیشتر ارائه می­کند. همچنین، با حداکثر تعداد چرخش­ها که در 16 ثابت شد، خروجی غیرخطی در مقابل منحنی بارگذاری برای 32FDL به یک منحنی خطی برای 256 FDL حرکت می­کند.

بقیه مقاله به صورت زیر سازماندهی می­شود. بخش 2 درباره معماری روتر و ویژگی­های ترافیک بحث می­کند. نصب شبیه­سازی و تعاریف پارامتری و مقادیر در بخش 3 توضیح داده می­شوند. ما نتایج شبیه­سازی را در بخش 4 توضیح می­دهیم. بخش 5 مقاله نتیجه­گیری را نشان می­دهد.

ترجمه مقاله کامپیوتر – سایت ترجمه – ترجمه تخصصی

  1. معماری

این اثر یک روتر واحد را در یک هسته OBS اجباری هاپ-و-اسپن مدل می­کند [8] که روترها پورت خروجی مربوطه را مبتنی بر آدرس مقصد آنها هماهنگ می­کنند. عملکرد روتر یال برچسب (LER) از بسته­های جامع در هماهنگ­ها فرض می­شود برای اینکه با استفاده از الگوریتم اسمبلی هماهنگ در [15] برای مدل LER در یک محیط OBS فرض شود. این الگوریتم (الگوریتم 2 در [15]) یک تایمری را به محض اینکه یک بسته به LER می­رسد، تنظیم می­کند و زمانی که تایمر آن را سپری می­کند پس پیوستگی را به هسته می­فرستد.

سیگنال کنترلی خارج از محدوده انجام می­شود و یک کانال کنترلی جداگانه­ای برای هر پورت داده وجود دارد. بسته کنترلی در امتداد پیوستگی فرستاده می­شود و شامل اطلاعاتی درباره پیوستگی همانند پورت ورودی، پورت خروجی،طول پیوستگی و زمان ورود پیوستگی موردانتظار (طرح رزرواسیون با تاخیر از پروتکل JET) می­باشد. باید هماهنگی چندگانه برای پورت خروجی مشابه برنامه­ریزی شود برای اینکه به طور همزمان برسد، آن به­طور قراردادی انتخاب می­شود برای اینکه به پورت مناسب مسیریابی شود، در حالی که دیگران به طور همزمان انجام می­دهند یا رد می­کنند.

FDLهای قابل­تنظیم یک ویژگی کلیدی مدل ما هستند. یک FDL قابل­تنظیم اندازه آن را تغییر می­دهد برای اینکه اندازه پیوستگی ان مناسب چیزی باشد که در ان ذخیره می­شود که مبتنی بر اطلاعاتی است که توسط بسته کنترلی برست[5] ارائه می­شود. یک روتر عملی با FDLهای قابل­تنظیم می­تواند به قصد داشتن مجموعه بزرگی از FDLها با طول ثابت باشد و دارای فرایند کنترلی که می­تواند یک پیوستگی هماهنگ­شده را مسیریابی کند تا FDL دارای اندازه برای آن پنهان شود. اگرچه آن مشکلی برای پیاده­سازی FDLهای قابل­تنظیم خواهد داشت که ما معتقدیم آن یک فرض معقول برای تحلیل عملکرد روتر است.

ترجمه مقاله کامپیوتر – سایت ترجمه – ترجمه تخصصی

ما همچنین چرخش هماهنگ و مطالعه تاثیرات عملکرد با حداکثر تعداد چرخش­های قابل­مجاز را مدل می­کنیم. ضروری است که یک هماهنگی بچرخد اگر ان به پورت خروجی وابسته باشد که مشغول است هنگامی که ان از FDL آشکار می­شود. با این حال، با چرخش برست برای چندین­بار بر عملکرد سوئیچینگ تاثیر می­گذارد و سیگنال را به صورت غیرقابل­پذیرشی کاهش می­دهد.

ترجمه مقاله کامپیوتر – سایت ترجمه – ترجمه تخصصی

فقط یکبار یک برست وارد یک FDL می­شود، آن تنها می­تواند در داخل آن FDL بچرخد (آن نمی­تواند FDLهای دیگر را تغییر بدهد). اگر پورت خروجی به تعداد ماکسیمم چرخش­های مجاز مشغول شود پس پشت سر هم سقوط می­کند. تنها یک پیوستگی می­تواند در یک زمان در FDL وجود داشته باشد که منجر به FDL قابل­تنظیم و ویژگی­های چرخشی شود.

شکل 1

شکل 1 یک معماری روتر هسته­ای را با 5 ورودی کنترلی، 5 پورت ورودی/خروجی و 2 پورت FDL نشان می­دهد. پورتهای FDL بین تمام پورتهای خروجی مشترک هستند. وضوح رقابت در هر پورت خروجی می­تواند با استفاده از هر پورت FDL دردسترس اداره شود. فرض می­شود که تمام پیوستگی­های طول مشابهی داشته باشند، و این مدل  نتواند مکالمات طول موجی را هماهنگ کند.

شکل 2

ترافیک با توزیع نمایی برای زمان­های ورودی-داخلی پیوستگی­ها و یک توزیع پارتو دنباله سنگین، مدل می­شود. زمان ورد داخلی برای تنظیم بارکاری در روتر تغییر می­کند. توزیع پورت خروجی پیوستگی­ها یکپارچه است. ترکیب دفعات داخلی- ورودی و توزیع­های احتمالی با طول پیوستگی دنباله-سنگین برای ترافیک خودمشابه شناخته می­شود.[17]

ما در نظر می­گیریم که تاخیر انتشار پیوستگی در روتر بی­اهمیت باشد. در بیقه خروجی مقاله ما فرض خواهیم کرد که حدود یک چرخش بدین معنی است که یک پیوستگی می­تواند از طریق پورتهای ورودی 1،2 و 4 عبور کند که تمام آنها به پورت خروجی 2 می­رسند که شرایط پورت خروجی همانطور که در شکل 2 نشان داده شد، وجود خواهد داشت. بدون از دست دادن کلیت با فرض اینکه پیوستگی اول به پورت 1 می­رسد، در آن حالت به پورت خروجی 2 تعیین مسیر خواهد شد. در یک سوئیچ بدون بافر، رقابت این پورت خروجی نتیجه خواهد شد و پیوستگی پورتهای ورودی 2 و 4 از شبکه عبور خواهد کرد زمانی که هیچ طرح واضح بدون بدن رقابتی در دسترس نباشد.

ترجمه مقاله کامپیوتر – سایت ترجمه – ترجمه تخصصی

در طرح وضوح رقابتی FDL، اگر هر بافری دردسترس باشد، پیوستگی به یک پورت FDL مسیریابی می­شود. شکل 3 این نوع وضوح راقبتی را نشان می­دهد- پیوستگی از پورت ورودی 1 به پورت خروجی 2 تعیین مسیر می­شود، در حالی که پیوستگی­ها از پورتهای ورودی 2 و 4 به پورتهای 1 و 2 FDL مسیریابی می­شود. هر خروجی FDL زمانبندی می­شود برای اینکه به پورت خروجی 2 متصل شود زمانی که پیوستگی ظاهر می­شود. اگر پورت خروجی مشغول باشد در این هنگام یک هماهنگی در FDL وجود دارد پس پیوستگی به حداکثر تعداد چرخش­های مجاز، مجدداً منتشر می­شود. اگر پورت خروجی مشغول باشد بعداً حداکثر تعداد چرخش­ها کامل می­شود سپس پیوستگی رها می­شود.

این مدل شامل دو تایمر است، با نام­های تایمر O و تایمر B، که به صورت جداگانه برای هر پیوستگی هستند. تایمر O حالت پورت خروجی FREE را بر مبنای زمانی که پیوستگی انتظار دارد پورت خروجی را ترک کند، تنظیم می­کند. این مقدار تایمر بر مبنای زمان ورودی پیوستگی موردانتظار و زمان انتقال پیوستگی (T) می­باشد. تایمر B تنظیم می­شود برای اینکه پروت خروجی FDL را برای پورت خروجی وابسته بر مبنای زمانی که یک پیوستگی موردانتظار است برای اینکه از یک FDL آشکار شود، به جریان بیندازد. این تایمرها موردنیاز هستند زمانی که هیچ روش آسان دیگری از شناخت وجود ندارد زمانی که یک پیوستگی پورت/FDL خروجی را ترک کند همانطور که آن بدون هیچ ارتباط O-E-O دیگری مسیریابی شود.

ترجمه مقاله کامپیوتر – سایت ترجمه – ترجمه تخصصی

  1. تنظیم شبیه­سازی

مدل با استفاده از یک سیمیلاتور مبتنی بر رخداد جداگانه C++ تحلیل می­شود. سیمیلاتور داخل عناصر مختلفی همانند پورت ورودی، روتر، پورت خروجی، خط تاخیر، صف و زمانبند همانطور که در شکل 4 نشان داده شده، تقسیم می­شود. پورت ورودی، پورت خروجی و عناصر خط تاخیر، عملکردهای بخش مربوط به روتر را اجرا می­کنند. عناصر روتر، پردازش بسته کنترلی را اداره می­کد و عملکردهای تنظیمات را به جریان می­اندازد. به­طور کلی عنصر صف یک عنصر شبیه­سازی است و عملکردها به صورت یک صف FIFO در حال انتقال پیوستگی­ها از یک عنصر به دیگری هستند. عنصر زانبند بعنوان یک ساعت برای مدل کامل کار می­کند و زمانبندی وقایع را اداره می­کند. پیوستگی­های ترکیبی با استفاده از یک مدل جداگانه (مبتنی بر یک الگوریتم در [15]) تولید می­شوند که از پارامترهای شبیه­سازی برای ایجاد ترافیک دارای توزیع پورت خروجی بعنوان پیشامدهای متحد استفاده می­کنند.

ترجمه مقاله کامپیوتر – سایت ترجمه – ترجمه تخصصی

شکل 4

اگرچه ترافیک در یک LAN ممکن است از یک مدل پیچیده تری پیروی کند، ما توزیع پورت خروجی را به صورت پیشامد متحد مدل کرده­ایم زمانی که آن ساده­ترین مدل ترافیک است اما هنوز می­تواند نتایج آزمایشی را برای سوئیچ فراهم کند.

  1. B) تعاریف پارامتر

  2. بارگذاری نرمال شده برای هر پورت: نسبت تعداد کل بیت هایی که وارد یک پورت ورودی روتر در هر ثانیه برای نرخ بیت می­شود. آن در سراسر پورتهای ورودی میانگین گرفته می­شود.

  3. خروجی نرمال شده هر پورت: نسبت تعداد کل بیت­ها که از طریق پورت خروجی یک روتر در هر ثانیه برای نرخ بیت مسیریابی می­شود. آن در سراسر پورتهای خروجی میانگین گرفته می­شود.

  4. نهفتگی: زمانی که برای پیوستگی گرفته می­شود برای اینکه ازطریق روتر مسیریابی شود. این مورد شامل زمان انتقال و تاخیر بافر می­شود، اگر پیوستگی از طریق یک پورت FDL تعیین مسیر شود.

  5. نهفتگی میانگین: نسبت مجموع نهفتگی که توسط تمام پیوستگی­های تعیین مسیر شده آزمایش شد به تعداد پیوستگی­هایی که تعیین مسیر شد. پیوستگی­هایی که بر روی FDLها منتقل می­شوند و بعد از پیشی گرفتن از حد چرخش رها می­شوند منجر به رقابتی در پورت خروجی می­شوند که برای محاسبه نهفتگی در نظر گرفته نمی­شوند.

  6. ترجمه مقاله کامپیوتر – سایت ترجمه – ترجمه تخصصی

  7. c) مقادیر پارامتری

این شبیه­سازی­ها با تنظیمات پارامتری مدل زیر اجرا شدند: سرعت خط از 10 Gb/s، زمان پردازش بسته کنترلی 1μs. پورت خروجی یک پیوستگی مبتنی بر توزیع یکنواخت و اندازهپیوستگی مبتنی بر توزیع پارتو با اندازه پیوستگی ماکسیمم تا 10 KB تنظیم می­شود. (توجه کنید که در اینجا پیوستگی­های ترکیبی تولید می­شود، یک مقدار ماکسیمم که نیاز است برای توزیع پارتو تنظیم شود.) بنابراین احتمال تولید یک پیوستگی با اندازه 10 KB تا 99.9999% تنظیم شده بود. پارامترهای زیر در شبیه­سازی نوسان می­کنند

  1. تعداد پورتهای روتر (N)

  2. تعداد پورتهای FDL (M)

  3. تعداد ماکسیمم چرخش­های مجاز (K)

FDLها قابل­تنظیم هستند تا اینکه مناسب شوند برای اینکه پیوستگی ذخیره شود. تمام نتایج با فاصله اطمینان 95% برای پنج، اجراهای شبیه­سازی را جستجو می­کند. شبیه­سازی­ها برای یک روتر با N مساوی 32 پورت و M از 0(بدون بافر) تا N/2 (16)، N(32)، 4N(128)، و 8N(256) تغییر می­کند. مقادیر K بودند 1، 8،16 و 1000 (به­طور موثری نامحدود).

  1. نتایج شبیه­سازی

  2. مقایسه تاثیرات اختلاف اندازه FDL با تعداد ثابت FDLها و تعداد چرخش­ها.

در این نتیجه، ما مزیت فرض ساختاری استفاده FDLهای قابل­تنظیم را نمایش می­دهیم. شکل 5 نتایج شبیه­سازی خروجی نرمال شده را در مقابل بارگذاری هر پورت برای حالت دینامیک و دو تنظیم با اندازه ثبت 256 FDL با بیش از 16 چرخش نشان می­دهد. دو تنظیم ثابت، 256 FDL را اندازه می­گیرد، هر کدام با اندازه 0.11L و 0.3L (L=10Kb)، می­تواند در حدود 50% و 99% از پیوستگی­ها را تطبیق دهد و افزایشی در حدود 15% و 18% به ترتیب، بیش از حالت بدون بافر نشان دهد. به طور دینامیکی، FDLهایی را اندازه گرفتند که می­تواند اندازه آنها را تنظیم کند برای اینکه پیوستگی با توجه به اطلاعات ارائه شده توسط بسته کنترلی برست[6] تنظیم شود، که محیطی در حدود 37% را نشان می­دهد. دلیل افزایش بیشتر با تنظیمات دینامیک بدین است که طول فضاهای خالی در پروت خروجی کاهش می­یابد.

ترجمه مقاله کامپیوتر – سایت ترجمه – ترجمه تخصصی

شکل 5

پیوستگی­های بافرشده مجبور هستند که در انتظار حداقل زمان ممکن باشند (یک FDL باید به زودی اندازه پیوستگی بافر شده را قادر کند برای انکه آن را بافر کند) زیرا آن در می­یابد که پورت خروجی آن آزاد است در حالی که در حالت استاتیک یک پیوستگی بافر شده هنوز از کل FDL عبور می­کند که ممکن است پورت خروجی را برای یک پیوستگی جدید از یک پورت ورودی که منجر به طول اضافی FDL می­شود، از دست بدهد. اساساً، اتصالات پیوستگی­ها داخل یک FDL بدین معنا است که در حالت بارگذاری سنگین، پیوستگی­ها از مجموعه کاملی از FDLها تا حدممکن سریع آشکار می­شوند؛ بنابراین پیوستگی­ها قادر هستند که برای یک پورت خروجی در سریعترین نرخ ممکن مجدداً نمونه­گذاری شوند.

ترجمه مقاله کامپیوتر – سایت ترجمه – ترجمه تخصصی

  1. تعداد ثابت چرخش­ها و تعداد متغیر FDLها

  • 32 پورت روتر با حداکثر چرخش­های مجاز به 1 محدود شد.

شکل 6 نشان می­دهد نتیجه شبیه­سازی خرجی نرمال شده در مقابل هر پورت بارگذاری شده با 32 و 256 FDL و حداکثر چرخش­های مجاز به 1 محدود شد. همانطور که در شکل نشان داده شد، هم حالتهای 32 و هم 256 FDL به­طور یکسانی از 10% تا روتر بدون بافر افزایش دارند (منحنی­ها همپوشانی دارند). منحنی­ها برای حالتهای  16 و 128 FDL نیز همپوشانی خواهند داشت. این به این دلیل است که با چرخش­هایی که به 1 FDL محدود شدند، سریعتر آزاد می­شوند و بنابراین می­توانند پیوستگی­های دیگری را که پورت خروجی آنها مشغول است، بافر کنند.

ترجمه مقاله کامپیوتر – سایت ترجمه – ترجمه تخصصی

شکل 6

علاوه بر این، هنگامی که پیوستگی­ها بعد از 1 چرخش آشکار می­شوند، اگر پورت خروجی مشغول باشد، پیوستگی اتفاق خواهد افتاد که نمی­تواند به افزایش خروجی کمک کند. شبیه­سازی­ها نشان دادند که، با توجه به پورتهای 32 روتر و چرخش­ها که به 1 محدود شدند، حداکثر تعداد FDLها که اشغال می­شوند در حدود 60 هستند (حتی در 100%بارگذاری). به عبارت دیگر، با افزودن FDLها بدون افزایش حد چرخش در توالی، هیچ سودی نتیجه نخواهد شد. یک روش برای افزایش خروجی برای این تنظیمات، افزایش تعداد چرخش­های قابل­مجاز است همانطور که در شکل 7 زیر برای K=16 نشان داده شد.

ترجمه مقاله کامپیوتر – سایت ترجمه – ترجمه تخصصی

  • 32 پورت روتر با حداکثر چرخش­های مجاز که به 16 محدود شد.

شکل 7 نشان می­دهد نتیجه شبیه­سازی خروجی نرمال شده در مقابل بارگذاری هر پورت با 16،32،128 و 256 FDL و حداکثر چرخش­های مجاز به 16 محدود شد. همانطور که در این شکل نشان داده شد، افزایش حد چرخش تا بالای 16 از 1 به­طور قابل­توجهی افزایش عملکرد برای همان تنظیمات را ارائه می­کند. حالتهای 128 FDL و 256 FDL افزایشی در خروجی­های حدود 20% و 25% به­ترتیب بیشتر و بالای 1 حالت حد چرخش دارند. این افزایش بدین دلیل است که پیوستگی­های بافرشده احتمال بالاتری ار یافتن رایگان پورت خروجی آنها بعد از چرخش بیش از یکبار دارند.

ترجمه مقاله کامپیوتر – سایت ترجمه – ترجمه تخصصی

شکل 7

شبیه­سازی نشان می­دهد که برای تنظیمات 256 FDL، میانگین تعداد چرخش­ها در حدود 7.5 بود و در حدود 225 FDL برای پیوستگی­های بافر استفاده می­شود.

منحنی­های 128 و 256 FDL تمایل به همپوشانی دارند تا زمانی که حالتهای بارگذاری بالا همانند حالتهای بارگذاری پایین، کمتر از 128 FDL هستند که موردنیاز است برای اینکه تمام پیوستگی­های رقیب را بافر کند.

  1. تعداد ثابت FDLها و تعداد متغیر چرخش­ها

  • روتر 32 پورت با 32FDL

شکل 8 نشان می­دهد که نتیجه شبیه­سازی خروجی نرمال شده در مقابل بارگذاری هر پورت برای حالت بدون بافر، و برای حالت بافرشده با 32 FDL با حداکثر چرخش­های مجاز برای 1،8 و 1000 تنظیم می­شود. این شکل افزایشی در خروجی در حدود 10%را با 1 چرخش نشان می­دهد. افزایش تعداد چرخش­ها تا 8، افزایشی در حدود 15% بالای تنظیمات بدون بافر ارائه می­کند، اگرچه، فراتر از 8 هیچ افزایشی در خروجی وجود ندارد. با 8 چرخش تمام FDLها پر می­شوند و روتر شروع می­کند به اینکه پیوستگی­هایی را که نیاز است برای اینکه بافر شود، رها کند. افزایش بیشتر در خروجی به ازفایش مربوط در تعداد FDLها نیاز دارد.

ترجمه مقاله کامپیوتر – سایت ترجمه – ترجمه تخصصی

2)32 پورت روتر با 256 FDL

شکل 9 نشان می­دهد که نتیجه شبیه­سازی خروجی نرمال شده در مقابل بارگذاری هر پورت برای حالت بدون بافر، و برای حالت بافر شده با 256 FDL با حداکثر چرخش مجاز تا 1،8،16 و 1000 تنظیم می­شود. همانطور که در این شکل نشان داده شد، افزایش در خروجی با 256 FDL بدست آمد که در مقایسه با حالت FDL نشان داده شده در شکل 8 برای تعداد مشابه چرخش­های مجاز، بیشتر است.

ترجمه مقاله کامپیوتر – سایت ترجمه – ترجمه تخصصی

شکل 8

بیشترین افزایش توسط حالت چرخشی منحصربفرد و تعداد بالاتر چرخش­ها، حذف بازده­ها را ارائه میکنند. حالتهای 16 و 1000 چرخش افزایشی در حدود 37% بیش از حالت بدون بافر ارائه می­کنند، این منحنی­ها تقریباً همپوشانی دارند. بنابراین، اجازه حداکثر 16 چرخش به نظر می­رسد که ایده­آل باشد همانطور که افزایش بیشتر از این نتیجه تغییر کمی در کل هزینه می­دهد که به­طور قابل­توجهی میرایی پیوستگی را افزایش می­دهد. بعد از اینکه ما تاثیرات چرخش­های چندگانه را در میانگین تاخیر در نظر می­گیریم.

ترجمه مقاله کامپیوتر – سایت ترجمه – ترجمه تخصصی

شکل 9

شکل 10 نتایج شبیه­سازی میانگین تاخیر را در مقابل بارگذاری نرمال شده در هر پورت برای حالت بدون بافر، و برای حالت بافر شده با 256 FDL نشان می­دهد که با حداکثر چرخش مجاز، 1،8،16 و 1000 چرخش را (به طور موثری محدود) تنظیم می­کند. این شکل انتقال مرتبط با افزایش تعداد چرخش­ها را نشان می­دهد. افزایش تعداد چرخش­ها از 1 تا 16 به طور متوسط میانگین تاخیر تا حدود 48% افزایش می­دهد و یک افزایش 20% در خروجی ارائه می­کند. با 1000 چرخش منحنی تقریباً به صورت نمایی افزایش می­یابد، دسترسی به یک حداکثری در حدود 9.6  μs، در حالی که افزایش ناچیزی در خروجی هنگام مقایسه با حالت 16 چرخش ارائه می­شود. بنابراین، برای این تنظیمات، حالت 16 چرخشی ترجیح داده می­شود.

شکل 10

  1. نتیجه گیری

این مقاله تحلیل عملکردی از یک روتر نوری با FDL شامل چرخش برای یک محدود هاپ-و-اسپن می­شود. تحلیل نشان می­دهد که مزیت داشتن یک معماری FDL پویا به طور قابل توجهی در خروجی در مقایسه با تنظیمات FDL استاتیک افزایش می­یابد. تحلیل ابعاد روتر بعنوان تابع تعداد چرخش­ها نشان می­دهد که اگرچه یک چرخش واحد می­تواند به افزایش خروجی کمک کند، داشتن چندین چرخش می­تواند بهوبد قابل توجهی ایجاد کند. اگر چه، این نتایج نیز نشان دادند که زمانی که تعداد FDLها ثابت باقی ماند، افزایش تعداد چرخش­ها فراتر از مقدار آستانه بازده کاهشی در هزینه میرایی افزایشی و تاخیر پیوستگی ارائه می­کند. هنگامی که این مقدار حد آستانه در دسترس باشد، برای افزایش خروجی بیشتر ما نیاز به افزایش تعداد FDLها داریم.

ترجمه مقاله کامپیوتر – سایت ترجمه – ترجمه تخصصی

References

[1] S. Amstutz, “Burst switching – An update”, IEEE Commun. Mag., pp. 50–57, Sept. 1989.

[2] C. Qiao and M. Yoo, “Optical Burst Switching – A New Paradigm for an Optical Internet”, J. High Speed Networks, Special Issue on Optical Networks, Vol. 8,No. 1, pp.69-84, 1999

[3] J.S. Turner, “Terabit burst switching”, J. High Speed Networks, Vol. 8, No. 1, January 1999, pp. 3–16.

[4] C. Qiao, “Labeled Optical Burst Switching for IP-over-WDM Integration,” IEEE Commun. Mag., vol. 38, no. 9, 2000, pp. 104–14.

 [5] J.Y. Wei and R.I. McFarland Jr., IEEE J. Lightwave Tech., no. 18, 2000,pp. 2019–37.

[6] J.S. Turner, “WDM Burst Switching for Petabit Data Networks,” Tech.Dig. OFC, 2000.

[7] M. Düser and P. Bayvel, “Analysis of a Dynamically Wavelength-Routed Optical Burst Switched Network Achitecture,” IEEE J. Lightwave Tech., no. 20, 2002, pp. 564–85.

 [8] S. Ovadia, C. Maciocco, M. Paniccia “Photonic Burst Switching (PBS) Architecture for Hop and Span Constrained Optical Networks”, IEEE Optical Commun., 2003

 [9] C. Gauger, “Dimensioning of FDL Buffers for Optical Burst Switching Nodes”, Proc. Optical Network Design and Modeling (ONDM 2002), Torino, 2002

[10] Y.N Singh, A. Kushwaha, S.K. Bose, “Exact and approximate analytical modeling of an FLBM-based alloptical packet switch”, IEEE J. Lightwave Tech., Volume: 21 , Issue: 3, March 2003, pp. 719–726.

[11] W.E. Leland, M.S. Taqqu,, W. Willinger, D.V. Wilson, “On the self-similar nature of Ethernet traffic (extended version)”, IEEE/ACM Trans. Networking, Volume:

2, Issue: 1, Feb. 1994, Pages:1–15

[12] M.E. Crovella and A. Bestavros, “Self-similarity in World Wide Web traffic: evidence and possible causes”, IEEE/ACM Trans. Networking, Volume: 5, Issue:

6, Dec. 1997, pp. 835–846

[13] L. Tancčevski, A. Ge, G. Castanon, L. Tamil, “A new scheduling algorithm for asynchronous variable length IP traffic incorporating void filling”, Proc. OFC/IOOC ’99.Technical Digest Volume: 3, pp. 21–26 Feb. 1999

[14] S. Shou-Kuo, T. Meng-Guang, T. Hen-Wai, P. Sreedevi, W. Jingshown, “Performance analysis of feedback type WDM optical routers under asynchronous and variabl packet length self-similar traffic”, Proc. High Performance Switching and Routing, 2004, April 2004, pp. 282–286.

[15] R. Rajaduray, D.J. Blumenthal, S. Ovadia, “Impact of Burst Assembly Parameters on Edge Router Latency in an Optical Burst Switching Network”, Proc. IEEE/LEOS Annual Meeting, Tucson, Oct. 2003.

[16] M. Yoo and C. Qiao, “Just-Enough-Time (JET): A High Speed Protocol for Bursty Traffic in Optical Networks”, Proc. IEEE/LEOS Conf. on Technologies for a Global Information Infrastructure, pp. 26–27, Aug. 1997.

[17] A. Feldmann, A.C. Gilbert, W. Willinger, “Data networks as cascades: Investigating the multifractal nature of Internet WAN traffic”, Proc. ACM Sigcomm

’98, Vancouver, Sept. 1998, pp. 42–55.

ترجمه مقاله کامپیوتر – سایت ترجمه – ترجمه تخصصی

ترجمه مقاله کامپیوتر – سایت ترجمه – ترجمه تخصصی

ترجمه مقاله کامپیوتر – سایت ترجمه – ترجمه تخصصی

[1] Gauger

[2] feed-forward

[3] Singh et al

[4] Tančevski et al.

[5] burst

[6] burst

ترجمه مقاله کامپیوتر – سایت ترجمه – ترجمه تخصصی