專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種受約束排隊(duì)系統(tǒng)的調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)與應(yīng)用今日的Internet不但在規(guī)模上，而且在容量上都迅速增長(zhǎng)。此外，近期有一個(gè)趨勢(shì)是將快速包交換機(jī)如ATM交換機(jī)作為新一代路由器的底層硬件。因此極需設(shè)計(jì)一種可滿(mǎn)足不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的包交換機(jī)體系結(jié)構(gòu)。采用該體系結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的包交換機(jī)可以部署在從接入網(wǎng)到骨干網(wǎng)的不同位置。為達(dá)到此目的，采用的交換機(jī)體系結(jié)構(gòu)必須要有很好的擴(kuò)展性。交換機(jī)的擴(kuò)展性主要決定于所用的排隊(duì)策略，即供排隊(duì)之用的緩沖區(qū)所處的位置及其組織機(jī)制。一般地，排隊(duì)方案可分為輸入端排隊(duì)、中央排隊(duì)、輸出端排隊(duì)或前者間之組合。在各種方案中，輸入端排隊(duì)具有最好的擴(kuò)展性。然而，一個(gè)輸入端排隊(duì)之交換機(jī)達(dá)到高性能的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)一個(gè)高效調(diào)度方法來(lái)調(diào)度排隊(duì)中的數(shù)據(jù)包從輸入端到輸出端間的傳送。本文給出(我們命名為)DSP的高效動(dòng)態(tài)調(diào)度方法(在第5節(jié)中描述)。該方法可用來(lái)對(duì)在輸入端排隊(duì)交換機(jī)中的數(shù)據(jù)包進(jìn)行調(diào)度。然而，該方法的應(yīng)用并不僅僅局限于輸入端排隊(duì)交換機(jī)。其應(yīng)用包括有線(xiàn)網(wǎng)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)、電子網(wǎng)和光纖網(wǎng)，等等。我們以下的討論從一個(gè)受約束排隊(duì)系統(tǒng)模型開(kāi)始。一個(gè)NxM的受約束排隊(duì)系統(tǒng)有N個(gè)發(fā)送源和M個(gè)目的站。該受約束排隊(duì)系統(tǒng)中的時(shí)間被離散成以時(shí)間段為單位。到達(dá)該系統(tǒng)發(fā)送源的數(shù)據(jù)包(顧客)在他們被調(diào)度傳送到目的站以前將在發(fā)送源的緩沖區(qū)排隊(duì)。數(shù)據(jù)包僅在時(shí)間段的開(kāi)始到達(dá)該系統(tǒng)的發(fā)送源。到達(dá)發(fā)送源后的數(shù)據(jù)包將在各個(gè)時(shí)間段內(nèi)被DSP方法調(diào)度它們傳送到相應(yīng)目的站的次序。依據(jù)此次序，各個(gè)數(shù)據(jù)包將在各時(shí)間段的結(jié)束被傳送到相應(yīng)目的站。各個(gè)數(shù)據(jù)包的傳送時(shí)間以時(shí)間段為單位來(lái)衡量。如不加說(shuō)明，每個(gè)數(shù)據(jù)包的傳送時(shí)間假設(shè)為一個(gè)時(shí)間段。每個(gè)數(shù)據(jù)包的傳送延遲定義為其到達(dá)相應(yīng)發(fā)送源及目的站的時(shí)間間隔。再者，有限的互連網(wǎng)絡(luò)資源僅在以下限制被滿(mǎn)足的情況下可同時(shí)建立連接多個(gè)發(fā)送源及多個(gè)目的站間的路徑限制1任何時(shí)間，這些同時(shí)建立的路徑相互間沒(méi)有共同的發(fā)送源和目的站。在同一時(shí)間到達(dá)該受約束排隊(duì)系統(tǒng)的不同發(fā)送源的數(shù)據(jù)包有可能要被送到相同的目的站，其結(jié)果是造成對(duì)發(fā)送源和目的站的競(jìng)爭(zhēng)。這些競(jìng)爭(zhēng)必須用某種方法來(lái)解決。在競(jìng)爭(zhēng)中獲勝的包將沿著建立的路徑被傳送到它們的目的站。而在競(jìng)爭(zhēng)中失敗的包則進(jìn)入緩沖區(qū)排隊(duì)，以候下次調(diào)度。用來(lái)組織排隊(duì)的機(jī)制及解決對(duì)發(fā)送源和目的站的競(jìng)爭(zhēng)的方法是影響該受約束排隊(duì)系統(tǒng)的關(guān)鍵因素。解決對(duì)發(fā)送源和目的站的競(jìng)爭(zhēng)是該受約束排隊(duì)系統(tǒng)所用調(diào)度方法的主要任務(wù)。具體地，每個(gè)隊(duì)列中的數(shù)據(jù)包以它們的目的站優(yōu)先級(jí)來(lái)進(jìn)行排隊(duì)。因此在每個(gè)隊(duì)列中排頭的數(shù)據(jù)包具有該隊(duì)列中所有數(shù)據(jù)包的最高目的站優(yōu)先級(jí)。任何時(shí)間段里，僅于各個(gè)隊(duì)列中排頭的數(shù)據(jù)包在滿(mǎn)足以下限制的情況下可被調(diào)度傳送到其目的站限制2在每個(gè)時(shí)間段里，每個(gè)發(fā)送源最多可以傳出一個(gè)數(shù)據(jù)包。限制3在每個(gè)時(shí)間段里，每個(gè)目的站最多可以接收一個(gè)數(shù)據(jù)包。詳細(xì)地，在每個(gè)時(shí)間段的開(kāi)始，調(diào)度方法對(duì)各個(gè)隊(duì)列中排頭的數(shù)據(jù)包進(jìn)行調(diào)度。然后在每個(gè)時(shí)間段的結(jié)束，被調(diào)度方法所選中的數(shù)據(jù)包將被傳送到它們的目的站。例子圖1給出的是一個(gè)3×3的受約束排隊(duì)系統(tǒng)。圖2給出了在一個(gè)受約束排隊(duì)系統(tǒng)中的調(diào)度及傳送操作的時(shí)序關(guān)系。與其它同領(lǐng)域中的方案一樣，我們假設(shè)每個(gè)發(fā)送源緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)包按它們的目的站來(lái)進(jìn)行組隊(duì)。即是，要送到同一個(gè)目的站的數(shù)據(jù)包組成一條獨(dú)立的隊(duì)列。此組隊(duì)方式可有效解決困擾先進(jìn)先出隊(duì)列的所謂隊(duì)頭堵塞問(wèn)題。(在先進(jìn)先出排隊(duì)方式中，每個(gè)發(fā)送源維持一條隊(duì)列來(lái)對(duì)所有到達(dá)該發(fā)送源的數(shù)據(jù)包提供緩沖。)調(diào)度方法根據(jù)排隊(duì)中的數(shù)據(jù)包狀態(tài)來(lái)進(jìn)行調(diào)度。以上所述的受約束排隊(duì)系統(tǒng)是一系列網(wǎng)絡(luò)的抽象模型，例如，輸入端排隊(duì)的交換機(jī)、波分光纖網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)及等等。我們的命為DSP的創(chuàng)造性動(dòng)態(tài)調(diào)度方法可以控制每個(gè)數(shù)據(jù)包的延遲。為達(dá)此目的，現(xiàn)存的研究已在輸入端排隊(duì)交換機(jī)的環(huán)境里作了一些努力及設(shè)計(jì)了一些方法。不同方法間的區(qū)別主要在于如何從排隊(duì)中的數(shù)據(jù)包狀態(tài)來(lái)獲得所需的調(diào)度信息。與其它方法不同的是，我們的DSP方法是唯一的且是創(chuàng)造性的。主要表現(xiàn)在其所達(dá)到的高效、高性能、低復(fù)雜度以及易于物理實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)階段已有多個(gè)對(duì)一種稱(chēng)之虛擬輸出端排隊(duì)交換機(jī)的輸入端排隊(duì)交換機(jī)的調(diào)度方法[文獻(xiàn)1，3，4，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19]。根據(jù)它們可否控制各個(gè)數(shù)據(jù)包通過(guò)交換機(jī)的延遲，這些現(xiàn)存的方法大體上可分為兩大類(lèi)。一個(gè)NxM的虛擬輸出端排隊(duì)交換機(jī)實(shí)際上也是一個(gè)受約束排隊(duì)系統(tǒng)。在一個(gè)虛擬輸出端排隊(duì)交換機(jī)中，每個(gè)輸入端(亦即是發(fā)送源)有一個(gè)緩沖儲(chǔ)存區(qū)。該(物理)緩沖區(qū)由M個(gè)(邏輯)隊(duì)列組成。每個(gè)隊(duì)列對(duì)應(yīng)一個(gè)輸出端(亦即是目的站)，即該隊(duì)列被單獨(dú)用來(lái)容納所有從該發(fā)送源到所對(duì)應(yīng)的輸出端的數(shù)據(jù)包。該交換機(jī)的輸入端和輸出端間以一個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)相連。調(diào)度方法的任務(wù)是在每個(gè)時(shí)間段里根據(jù)所排隊(duì)數(shù)據(jù)包的狀態(tài)來(lái)控制交換網(wǎng)絡(luò)以建立傳送相應(yīng)被選中數(shù)據(jù)包的路徑。大部分現(xiàn)存的方法都以提高交換機(jī)的吞吐量為目標(biāo)，僅極少數(shù)幾個(gè)可以控制各個(gè)數(shù)據(jù)包通過(guò)該交換機(jī)的延遲。然而，這幾個(gè)方法都難以實(shí)現(xiàn)。在文獻(xiàn)中，每個(gè)時(shí)間段里對(duì)排隊(duì)數(shù)據(jù)包的調(diào)度通常被描述成根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前的負(fù)載矩陣來(lái)找出一個(gè)配對(duì)矩陣。負(fù)載矩陣及配對(duì)矩陣中的行和列分別對(duì)應(yīng)被調(diào)度虛擬輸出端排隊(duì)交換機(jī)的輸入端和輸出端。負(fù)載矩陣的每個(gè)元素是一個(gè)二元式(Wi，Wo)，該二元式中的Wi和Wo分別代表對(duì)應(yīng)隊(duì)頭數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)。不失一般性，一個(gè)為“0”的元素代表其所對(duì)應(yīng)的隊(duì)列為空。如果Wi和Wo總是相等的，二元式(Wi，Wo)可用一個(gè)標(biāo)量W來(lái)表示。根據(jù)一個(gè)負(fù)載矩陣所找出的配對(duì)矩陣由值為“0”或“1”的元素組成。每個(gè)配對(duì)矩陣滿(mǎn)足以下限制限制4每行或每列最多可有一個(gè)“1”。由配對(duì)矩陣中值為“1”的元素所構(gòu)成的行和列間的一一映射可用以控制交換網(wǎng)絡(luò)來(lái)建立相應(yīng)之路徑。顯然，據(jù)此建立之路徑滿(mǎn)足限制1。根據(jù)負(fù)載矩陣來(lái)找配對(duì)矩陣是圖論中的一個(gè)典型匹配問(wèn)題[文獻(xiàn)2]。以所找出的配對(duì)矩陣依其性質(zhì)可分為最大的、最優(yōu)的或穩(wěn)定的。在圖論中，各種匹配問(wèn)題已被研究得相當(dāng)透澈。對(duì)將之應(yīng)用到虛擬輸出端排隊(duì)交換機(jī)而言，主要任務(wù)是如何定義各隊(duì)頭數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)。不同的定義可導(dǎo)致截然不同的方法復(fù)雜度和交換機(jī)性能。在已有的方法中，穩(wěn)定配對(duì)方法具有最好的可調(diào)性以及對(duì)數(shù)據(jù)包通過(guò)該交換機(jī)的延遲進(jìn)行控制的最強(qiáng)能力。但這些方法的復(fù)雜度很高，不能付諸實(shí)用。本發(fā)明給出了對(duì)一種受約束排隊(duì)系統(tǒng)的快速調(diào)度方法，即DSP方法。該方法創(chuàng)造性地動(dòng)態(tài)計(jì)算在排隊(duì)顧客的發(fā)送源和目的站優(yōu)先級(jí)，以達(dá)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行高速的配對(duì)調(diào)度。該調(diào)度方法可廣泛應(yīng)用到實(shí)際的高效受約束排隊(duì)系統(tǒng)中，如用以實(shí)現(xiàn)高性能大規(guī)模的數(shù)據(jù)交換機(jī)或路由器。該受約束排隊(duì)系統(tǒng)可作為一系列通訊系統(tǒng)如交換機(jī)，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和波分光纖網(wǎng)絡(luò)等等的抽象模型。DSP調(diào)度方法設(shè)計(jì)可用于虛擬輸出端排隊(duì)交換機(jī)的調(diào)度方法是一個(gè)近期內(nèi)急待解決的問(wèn)題。不幸的是，現(xiàn)存的方法不但復(fù)雜而且難于實(shí)現(xiàn)，因而導(dǎo)致較差的交換機(jī)性能。本節(jié)給出可用于高速虛擬輸出端排隊(duì)交換機(jī)的DSP方法。該方法具有一般性，其應(yīng)用并不僅僅局限于輸入端排隊(duì)交換機(jī)，還可用于包括有線(xiàn)網(wǎng)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)、電子網(wǎng)和光纖網(wǎng)等等的網(wǎng)絡(luò)。首先，我們列出一些用以簡(jiǎn)明后隨論述的符號(hào)</tables>接著，我們的DSP方法給出如下第一步初始化；第二步將對(duì)應(yīng)每個(gè)目的站的隊(duì)頭數(shù)據(jù)包按其目的站優(yōu)先級(jí)來(lái)進(jìn)行從高到低的排序第三步對(duì)每個(gè)目的站已排序的隊(duì)頭數(shù)據(jù)包的發(fā)送源優(yōu)先級(jí)進(jìn)行處理，以維持這些隊(duì)頭數(shù)據(jù)包間發(fā)送源優(yōu)先級(jí)的非減性；第四步根據(jù)各隊(duì)頭數(shù)據(jù)包的狀態(tài)，找出一個(gè)發(fā)送源和目的站間的最大配對(duì)。(一個(gè)配對(duì)是最大的當(dāng)且僅當(dāng)任何未配對(duì)的發(fā)送源和目的站間沒(méi)有可供調(diào)度的數(shù)據(jù)包。)該最大配對(duì)滿(mǎn)足以下條件如果數(shù)據(jù)包Cij未被配對(duì)，則至少有一個(gè)被配對(duì)的數(shù)據(jù)包優(yōu)先級(jí)比Cij高。該被配對(duì)的數(shù)據(jù)包或在發(fā)送源i，或要送到目的站j；第五步根據(jù)建立的配對(duì)，傳送相應(yīng)的數(shù)據(jù)包到其目的站；第六步調(diào)整新隊(duì)頭數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)；第七步調(diào)整未配對(duì)數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)；以上所示的DSP方法執(zhí)行以下兩個(gè)任務(wù)任務(wù)1在每次調(diào)度的開(kāi)始，推導(dǎo)出排隊(duì)中的數(shù)據(jù)包的發(fā)送源和目的站優(yōu)先級(jí)，即SP和DP；任務(wù)2根據(jù)排隊(duì)中的數(shù)據(jù)包的發(fā)送源和目的站優(yōu)先級(jí)，通過(guò)循環(huán)的配對(duì)過(guò)程來(lái)對(duì)發(fā)送源和目的站進(jìn)行配對(duì)。一個(gè)名為SDP的處理器被用來(lái)計(jì)算數(shù)據(jù)包的發(fā)送源和目的站的優(yōu)先級(jí)。如果一個(gè)發(fā)送源和一個(gè)目的站(在任務(wù)2中)被配對(duì)，一條連接該發(fā)送源和目的站的路徑將被建立用以傳送相應(yīng)的隊(duì)頭數(shù)據(jù)包。為敘述簡(jiǎn)單起見(jiàn)，當(dāng)我們說(shuō)一個(gè)數(shù)據(jù)包Cij被配對(duì)時(shí)，其意指第i個(gè)發(fā)送源與第j個(gè)目的站被配對(duì)。用于DSP方法中第四步的最大配對(duì)過(guò)程有兩種作法配對(duì)法1在每次循環(huán)中，數(shù)據(jù)包Cij將被配對(duì)，如果(i)Cij在所有未配對(duì)及排隊(duì)于第i個(gè)發(fā)送源的隊(duì)頭數(shù)據(jù)包中有最高的發(fā)送源優(yōu)先級(jí)，和(ii)Cij在所有未配對(duì)及要傳送到第j個(gè)目的站的隊(duì)頭數(shù)據(jù)包中有最高的目的站優(yōu)先級(jí)。配對(duì)法2在每次循環(huán)中，數(shù)據(jù)包Cij將被配對(duì)，如果(i)Cij在所有未配對(duì)及排隊(duì)于第i個(gè)發(fā)送源的隊(duì)頭數(shù)據(jù)包中有最高的發(fā)送源優(yōu)先級(jí)，和/或(i)Cij在所有未配對(duì)及要傳送到第j個(gè)目的站的隊(duì)頭數(shù)據(jù)包中有最高的目的站優(yōu)先級(jí)。給出的DSP方法可用任何程序語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用到任何所述的受約束排隊(duì)系統(tǒng)?，F(xiàn)存的基于穩(wěn)定配對(duì)方法的調(diào)度方法有以下的缺陷1.所有的數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度被假設(shè)是固定的。現(xiàn)存的方法沒(méi)有提供對(duì)變長(zhǎng)數(shù)據(jù)包的處理。2.現(xiàn)存的穩(wěn)定配對(duì)方法的復(fù)雜度是Ω(N2)[文獻(xiàn)5]。對(duì)為高速交換機(jī)而設(shè)計(jì)的方法而言，該復(fù)雜度未免太高。3.現(xiàn)存的方法中對(duì)各數(shù)據(jù)包優(yōu)先級(jí)的計(jì)算具有難以實(shí)現(xiàn)的高復(fù)雜度。以上所列現(xiàn)存方法的三大缺陷是設(shè)計(jì)一個(gè)高性能方法時(shí)所必須克服的。為達(dá)此目的，我們已通過(guò)對(duì)穩(wěn)定配對(duì)方法在輸入端排隊(duì)交換機(jī)(請(qǐng)記住，虛擬輸出端排隊(duì)交換機(jī)實(shí)際上是一種輸入端排隊(duì)交換機(jī))的特定環(huán)境里的應(yīng)用進(jìn)行了深入的研究。此外，定長(zhǎng)的和變長(zhǎng)的數(shù)據(jù)包被以統(tǒng)一的方式進(jìn)行調(diào)度。我們的調(diào)度方法對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)包分配三個(gè)變量VSP、SP及DP。每個(gè)數(shù)據(jù)包對(duì)應(yīng)的SP和DP變量值分別代表該數(shù)據(jù)包的發(fā)送源和目的站優(yōu)先級(jí)。不失一般性，我們假設(shè)越小的SP和DP變量值分別代表的發(fā)送源和目的站優(yōu)先級(jí)越大。各數(shù)據(jù)包的發(fā)送源和目的站優(yōu)先級(jí)代表對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)包在解決發(fā)送源和目的站競(jìng)爭(zhēng)時(shí)的優(yōu)先次序。VSP是一個(gè)輔助變量，其具體用途稍后再述。如何定義和計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)包的目的站優(yōu)先級(jí)不是本發(fā)明的內(nèi)容。我們所要解決的是如何動(dòng)態(tài)地從各數(shù)據(jù)包的DP來(lái)推導(dǎo)出其SP。在對(duì)這一最關(guān)鍵問(wèn)題的處理上，我們的方法是與眾不同的。具體表現(xiàn)在其所達(dá)到的性能上，主要有1.高速度一個(gè)調(diào)度方法的復(fù)雜度由兩大部分組成，即是，配對(duì)方法和計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)包的發(fā)送源及目的站優(yōu)先級(jí)。與現(xiàn)存的方法相比，我們的調(diào)度方法有極低的復(fù)雜度。2.對(duì)服務(wù)質(zhì)量的有力支持對(duì)服務(wù)質(zhì)量提供支持的能力強(qiáng)弱對(duì)未來(lái)的交換機(jī)系統(tǒng)是其性能的一個(gè)主要指標(biāo)。我們的調(diào)度方法可控制每個(gè)數(shù)據(jù)包的傳輸延遲，因而為設(shè)計(jì)不同的服務(wù)質(zhì)量保證方法提供最大的自由度和最大的支持。3.易于實(shí)現(xiàn)我們的方法可減低其所調(diào)度系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)難度。4.良好的擴(kuò)展性我們的方法可用于從小到大、不同規(guī)模的約束排隊(duì)系統(tǒng)。而其方法復(fù)雜度僅隨系統(tǒng)規(guī)模的增大而緩慢增長(zhǎng)。5.可分布性我們的方法可以分布的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。其分布實(shí)現(xiàn)可進(jìn)一步降低被調(diào)度系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和維護(hù)難度。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。圖1所示的是一個(gè)有3個(gè)發(fā)送源S1[4]、S2[5]、S3[6]和3個(gè)目的站D1[8]、D2[9]、D3[10]的受約束排隊(duì)系統(tǒng)模型。發(fā)送源和目的站間以一個(gè)互連網(wǎng)絡(luò)[7]相連。每個(gè)編號(hào)的方框代表一個(gè)正在排隊(duì)的數(shù)據(jù)包。方框內(nèi)的編號(hào)代表該數(shù)據(jù)包的目的站。隊(duì)列[1]、[2]、[3]分別用以緩沖儲(chǔ)存從發(fā)送源[4]到目的站[8]、[9]、[10]的數(shù)據(jù)包。每個(gè)隊(duì)頭數(shù)據(jù)包是其所在隊(duì)列的最高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包。圖2所示的是在一個(gè)受約束排隊(duì)系統(tǒng)中的調(diào)度及傳送操作的時(shí)序關(guān)系。如圖所示，在每個(gè)時(shí)間段的開(kāi)始，調(diào)度方法對(duì)各個(gè)隊(duì)頭數(shù)據(jù)包進(jìn)行調(diào)度；然后在每個(gè)時(shí)間段的結(jié)束，被調(diào)度方法所選中的隊(duì)頭數(shù)據(jù)包將被傳送到它們的目的站。DSP方法可用串行、并行、流水線(xiàn)、軟件、固件、硬件或其組合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。從8.1至8.3節(jié)中，我們給出一個(gè)對(duì)第5節(jié)中所述DSP方法的軟件實(shí)現(xiàn)。以下先給出一個(gè)基于隊(duì)頭數(shù)據(jù)包的發(fā)送源和目的站優(yōu)先級(jí)的循環(huán)最大配對(duì)方法。然后再解決DSP方法中最困難也是最關(guān)鍵的部分，即，對(duì)各個(gè)隊(duì)頭數(shù)據(jù)包的發(fā)送源和目的站優(yōu)先級(jí)的計(jì)算。在8.4節(jié)中，我們給出DSP的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及硬件實(shí)現(xiàn)。在上一節(jié)中，我們給出了兩個(gè)配對(duì)方法，即配對(duì)法1和2。在每個(gè)時(shí)間段的開(kāi)始，配對(duì)方法找出發(fā)送源和目的站間的配對(duì)。然后在每個(gè)時(shí)間段的結(jié)束，相應(yīng)該配對(duì)的隊(duì)頭數(shù)據(jù)包將被傳送到它們的目的站。以上的配對(duì)方法可有不同的實(shí)現(xiàn)。具有相同效能的方法可以各種形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，只要被以上的配對(duì)方法配對(duì)的發(fā)送源和目的站也被該方法所配對(duì)。一個(gè)并行最大配對(duì)方法在此我們給出對(duì)以上配對(duì)方法的一個(gè)并行實(shí)現(xiàn)。在方法的開(kāi)始，所有的發(fā)送源和目的站都是未配對(duì)的。以下的兩個(gè)步驟將被重復(fù)直到min(N，M)次循環(huán)已經(jīng)被執(zhí)行或沒(méi)有新的配對(duì)可能被建立。步驟1每個(gè)未配對(duì)的目的站對(duì)其在先前的循環(huán)中未曾請(qǐng)求過(guò)的隊(duì)頭數(shù)據(jù)包中具有最高目的站優(yōu)先級(jí)的包所在的發(fā)送源發(fā)出請(qǐng)求；步驟2每個(gè)被請(qǐng)求的發(fā)送源依以下情況進(jìn)行答復(fù)情況1如果該發(fā)送源是未配對(duì)的，該發(fā)送源將和發(fā)出請(qǐng)求的目的站配對(duì)。情況2如果該發(fā)送源是已配對(duì)的且請(qǐng)求中的目的站的發(fā)送源優(yōu)先級(jí)比配對(duì)中的目的站的為高，則將當(dāng)前的配對(duì)撤除并與請(qǐng)求中的目的站建立一個(gè)新的配對(duì)。對(duì)發(fā)送源和目的站優(yōu)先級(jí)的不同定義可導(dǎo)致用以上配對(duì)方法調(diào)度的受約束排隊(duì)系統(tǒng)具有不同的特性。以下我們接著討論如何計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)包的發(fā)送源和目的站優(yōu)先級(jí)。每個(gè)排隊(duì)中數(shù)據(jù)包的發(fā)送源和目的站優(yōu)先級(jí)被配對(duì)方法用來(lái)解決對(duì)發(fā)送源和目的站的競(jìng)爭(zhēng)。在本文中，我們不對(duì)如何計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)包的目的站優(yōu)先級(jí)加以任何限制。換言之，每個(gè)數(shù)據(jù)包的目的站優(yōu)先級(jí)可以任何方法來(lái)計(jì)算。以下的討論中，我們將集中在如何從每個(gè)數(shù)據(jù)包的目的站優(yōu)先級(jí)推導(dǎo)出其發(fā)送源優(yōu)先級(jí)。每個(gè)數(shù)據(jù)包被賦予一個(gè)輔助變量VSP。該輔助變量用以?xún)?chǔ)存為推導(dǎo)出每個(gè)數(shù)據(jù)包的發(fā)送源優(yōu)先級(jí)而所需之信息。一個(gè)用來(lái)儲(chǔ)存與每個(gè)數(shù)據(jù)包相關(guān)之調(diào)度信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示例如下STRUCTPSI1{INTDP；INTSP；INTVSP；}；數(shù)學(xué)意義上，存儲(chǔ)于PL[j]中的第i個(gè)包的DP，SP和VSP可用(類(lèi)似于PASCAL程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的)結(jié)構(gòu)操作符分別表達(dá)為PL[j][i].DP，PL[j][i].SP和PL[j][i].VSP。計(jì)算各個(gè)數(shù)據(jù)包的SP和VSP變量值有多種方法，這里我們僅給出兩個(gè)例子，即，SDP1和SDP2處理器。SDP1處理器第一種計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)包Cij的SP和VSP變量值的方法如下情況1如果Cij是一個(gè)新到的數(shù)據(jù)包，其SP和VSP變量值初始化為0。情況2如果Cij是一個(gè)隊(duì)頭數(shù)據(jù)包，則按以下情況區(qū)別處理情況2.1如果PL[j]中的第k個(gè)(三元式所對(duì)應(yīng)的)數(shù)據(jù)包已被傳送到目的站j，則將該包從PL[j]中刪除。對(duì)每個(gè)h＝k+1，k+2，……|PL[j]的三元式，如果PL[j][k].DP＜＝PL[j][h]，則三元式PL[j][h]的SP和VSP變量值將加一。情況2.2在Cij被傳送到其目的站j后，原在隊(duì)列Q(i，j)中緊隨其后的數(shù)據(jù)包Cij’的SP和VSP變量值將被加上Cij的VSP變量值。如果已加上Cij的VSP變量值后的Cij’的SP變量值小于Cij的SP變量值，則將Cij’的SP變量值設(shè)成Cij的SP變量值。情況2.3對(duì)所有的PL[j]表，如果PL[j][k].SP＜PL[j][k-1].SP，其中k＝2，3，……，|PL[j]|，則將PL[j][k].SP設(shè)成PL[j][k-1].SP。情況3在每S個(gè)時(shí)間段的結(jié)束(S＞1)，所有隊(duì)頭數(shù)據(jù)包的SP和VSP變量值都減一。SDP2處理器另一種計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)包Cij的SP和VSP變量值的方法如下情況1如果Cij是一個(gè)新到的數(shù)據(jù)包，其SP和VSP變量值初始化為0。情況2如果Cij是一個(gè)隊(duì)頭數(shù)據(jù)包，則按以下情況區(qū)別處理情況2.1如果PL[j]中的第k個(gè)(三元式所對(duì)應(yīng)的)數(shù)據(jù)包已被傳送到目的站j，則將該包從PL[j]中刪除。對(duì)每個(gè)h＝1，2，……k-1的三元式，如果PL[j][h].DP＜＝PL[j][k]，則三元式PL[j][h]的SP和VSP變量值將減一。情況2.2在Cij被傳送到其目的站j后，原在隊(duì)列Q(i，j)中緊隨其后的數(shù)據(jù)包Cij’的SP和VSP變量值將被加上Cij的VSP變量值。如果已加上Cij的VSP變量值后的Cij’的SP變量值小于Cij的SP變量值，則將Cij’的SP變量值設(shè)成Cij的SP變量值。情況2.3對(duì)所有的PL[j]表，如果PL[j][k].SP＜PL[j][k-1].SP，其中k＝2，3，……，|PL[j]|，則將PL[j][k].SP設(shè)成PL[j][k-1].SP。情況3在每S個(gè)時(shí)間段的結(jié)束(S＞＝1)，所有隊(duì)頭數(shù)據(jù)包的SP和VSP變量值都加上S-1。在SDP1和SDP2中，對(duì)數(shù)據(jù)包的SP和VSP變量值加上或減去某個(gè)值實(shí)際上是對(duì)各個(gè)隊(duì)頭數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的調(diào)整。在加或減中所用的具體值并不重要。用不同的值來(lái)進(jìn)行加減同樣可以達(dá)到同樣的目的。結(jié)合了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)PSI1的DSP方法構(gòu)成了對(duì)所述受約束排隊(duì)系統(tǒng)的一種通用調(diào)度方法。換言之，不管如何定義各個(gè)數(shù)據(jù)包的目的站優(yōu)先級(jí)，DSP方法都可用來(lái)對(duì)排隊(duì)中的數(shù)據(jù)包進(jìn)行調(diào)度。然而，DSP方法及其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)PSI1在某些情況下可進(jìn)一步簡(jiǎn)化。例如，每個(gè)隊(duì)列對(duì)其內(nèi)的數(shù)據(jù)包以先進(jìn)先出的形式進(jìn)行服務(wù)。在先進(jìn)先出隊(duì)列的情況下，我們不再需要PSI1中的輔助變量VSP來(lái)(從數(shù)據(jù)包的目的站優(yōu)先級(jí))推導(dǎo)數(shù)據(jù)包的發(fā)送源優(yōu)先級(jí)，因而輔助變量VSP可被刪去。據(jù)此可將PSI1簡(jiǎn)化為以下的PSI2STRUCTPSI2{INTDP；INTSP；}；在以上的討論里，我們一直假設(shè)所有數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度是固定的。因此將每個(gè)被調(diào)度出去的隊(duì)頭包傳送到其目的站所需的時(shí)間也是不變的。然而在有些情況下，各數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度是可變的。因而導(dǎo)致其傳送所需的時(shí)間也是可變的。對(duì)變長(zhǎng)數(shù)據(jù)包的調(diào)度通常要求每個(gè)包的傳送過(guò)程是連續(xù)的。亦即是對(duì)任何數(shù)據(jù)包Cij，一旦被調(diào)度傳送到其目的站，它的傳送過(guò)程不可被其它從發(fā)送源i到目的站j的數(shù)據(jù)包所中斷。然而，數(shù)據(jù)包Cij的傳送過(guò)程可以被除此而外的數(shù)據(jù)包所中斷。我們的DSP方法只需作極小的改動(dòng)就可以達(dá)到上述對(duì)變長(zhǎng)數(shù)據(jù)包的調(diào)度要求。所作的改動(dòng)如后當(dāng)數(shù)據(jù)包Cij在時(shí)間t被調(diào)度傳送到其目的站，如果與Cij同隊(duì)列另有一個(gè)數(shù)據(jù)包Cij’早于t開(kāi)始其傳送，則Cij’繼續(xù)其傳送過(guò)程，而Cij將等待下次被調(diào)度。實(shí)現(xiàn)DSP調(diào)度方法可有多種硬，軟件體系結(jié)構(gòu)，不能一一列舉。以下所舉的僅是一個(gè)典型實(shí)現(xiàn)。任何對(duì)DSP調(diào)度方法的實(shí)現(xiàn)并不要求受該典型實(shí)現(xiàn)所限。在方法運(yùn)行的開(kāi)始，所有的發(fā)送源和目的站都是未配對(duì)的。SDP處理器計(jì)算出各個(gè)隊(duì)頭數(shù)據(jù)包的發(fā)送源和目的站優(yōu)先級(jí)，并據(jù)此為所有的M個(gè)目的站構(gòu)造M個(gè)PL表。一個(gè)名為排序器的器件將對(duì)每個(gè)PL表中的隊(duì)頭數(shù)據(jù)包按其目的站優(yōu)先級(jí)來(lái)進(jìn)行從高到低的排序，即，按照每個(gè)三元式中的DP變量值從低到高來(lái)排序(我們已在前面假設(shè)越小的DP變量值代表的目的站優(yōu)先級(jí)越大)。該排序器可以任何軟件，固件，串行或并行硬件的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。一旦M個(gè)PL表被建立后，我們可用二叉插入法來(lái)對(duì)要加入到一個(gè)PL表中的新隊(duì)頭數(shù)據(jù)包以每個(gè)時(shí)間段加入一個(gè)的形式完成。在完成每個(gè)PL表的排序后，DSP處理器將對(duì)該P(yáng)L表中的所有隊(duì)頭數(shù)據(jù)包的SP變量值進(jìn)行處理，以使每個(gè)PL表中的隊(duì)頭數(shù)據(jù)包的SP變量值是非減的。此任務(wù)可通過(guò)比較每個(gè)數(shù)據(jù)包和位于其前的數(shù)據(jù)包的SP變量值，如當(dāng)前數(shù)據(jù)包的SP變量值小于位于其前的數(shù)據(jù)包的SP變量值，則將當(dāng)前數(shù)據(jù)包的SP變量值設(shè)成位于其前的數(shù)據(jù)包的SP變量值(參見(jiàn)第8.2節(jié)中的SDP1/2設(shè)計(jì))。經(jīng)此處理后，每個(gè)PL表中從表頭到表尾的各個(gè)數(shù)據(jù)包的SP變量值將是非減的。接著，配對(duì)器將根據(jù)各個(gè)隊(duì)頭數(shù)據(jù)包的DP和SP變量值來(lái)進(jìn)行發(fā)送源和目的站間的配對(duì)。按照配對(duì)結(jié)果，互連網(wǎng)絡(luò)將建立發(fā)送源和目的站間的路徑來(lái)傳送被配對(duì)的隊(duì)頭數(shù)據(jù)包。之后，SDP處理器將調(diào)整所有(包括新的和舊的)隊(duì)頭數(shù)據(jù)包的發(fā)送源和目的站優(yōu)先級(jí)(參見(jiàn)第8.2節(jié)中的SDP1/2設(shè)計(jì))。本發(fā)明給出了一種受約束排隊(duì)系統(tǒng)的調(diào)度方法。該種受約束排隊(duì)系統(tǒng)是一系列網(wǎng)絡(luò)的抽象模型，例如，輸入端排隊(duì)的交換機(jī)、波分光纖網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)及有線(xiàn)網(wǎng)等等。我們所提出的創(chuàng)造性調(diào)度方法由高效動(dòng)態(tài)的局部配對(duì)方法和數(shù)據(jù)包優(yōu)先級(jí)的計(jì)算過(guò)程所組成。與現(xiàn)存的其它調(diào)度方法相比，我們的方法不但更加靈活及具有更好的性能，同時(shí)也易于在高速環(huán)境下的實(shí)現(xiàn)。權(quán)利要求(1)一個(gè)NxM受約束排隊(duì)系統(tǒng)有N個(gè)發(fā)送源(或稱(chēng)輸入端)、M個(gè)目的站(或稱(chēng)輸出端)、一個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)和該系統(tǒng)的調(diào)度方法，其特征在于一種新型高效動(dòng)態(tài)調(diào)度方法用局部增量方法來(lái)計(jì)算排隊(duì)顧客(或稱(chēng)數(shù)據(jù)包)相應(yīng)的發(fā)送源和目的站的優(yōu)先級(jí)以達(dá)到對(duì)顧客的快速配對(duì)調(diào)度及傳輸服務(wù)。(2)根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)度方法，其特征在于用以下七個(gè)步驟達(dá)到對(duì)顧客的快速調(diào)度及傳輸服務(wù)第一步初始化，以建立優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并使系統(tǒng)處于調(diào)度狀態(tài)；第二步將對(duì)應(yīng)每個(gè)目的站的隊(duì)頭數(shù)據(jù)包按其目的站優(yōu)先級(jí)來(lái)進(jìn)行從高到低的排序；第三步對(duì)每個(gè)目的站已排序的隊(duì)頭數(shù)據(jù)包的發(fā)送源優(yōu)先級(jí)進(jìn)行處理，以維持這些隊(duì)頭數(shù)據(jù)包間發(fā)送源優(yōu)先級(jí)的非減性；第四步根據(jù)各隊(duì)頭數(shù)據(jù)包的狀態(tài)，找出一個(gè)發(fā)送源和目的站間的最大配對(duì)，該最大配對(duì)滿(mǎn)足以下條件如果一個(gè)數(shù)據(jù)包未被配對(duì)，則至少有一個(gè)被配對(duì)的數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)比該數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)高，該被配對(duì)的數(shù)據(jù)包與該未被配對(duì)的數(shù)據(jù)包或有相同的發(fā)送源，或有相同的目的站；第五步根據(jù)建立的配對(duì)，傳送相應(yīng)的數(shù)據(jù)包到其目的站；第六步完成傳送后，調(diào)整新隊(duì)頭數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)；第七步調(diào)整未配對(duì)數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)。(3)根據(jù)權(quán)利要求2所敘述的調(diào)度方法，其特征在于每個(gè)發(fā)送源對(duì)其要送到各目的站的數(shù)據(jù)包都根據(jù)它們的目的站優(yōu)先級(jí)進(jìn)行單獨(dú)的排隊(duì)，每個(gè)隊(duì)頭數(shù)據(jù)包是該隊(duì)列中的最高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包。(4)根據(jù)權(quán)利要求2所敘述的數(shù)據(jù)包排隊(duì)方案，其特征在于每個(gè)數(shù)據(jù)包的目的站優(yōu)先級(jí)可以任何方法來(lái)計(jì)算。(5)根據(jù)權(quán)利要求2所敘述的調(diào)度方法的第一步，其特征在于(i)建立儲(chǔ)存對(duì)應(yīng)于每個(gè)隊(duì)頭數(shù)據(jù)包的優(yōu)先權(quán)信息的三元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)SP、DP和VSP，(ii)建立創(chuàng)建各目的站優(yōu)先級(jí)表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。(6)根據(jù)權(quán)利要求2所敘述的調(diào)度方法的第二步，其特征在于將所有的隊(duì)頭數(shù)據(jù)包按其所屬目的站進(jìn)行分組，將每組內(nèi)的隊(duì)頭數(shù)據(jù)包按其目的站的優(yōu)先級(jí)來(lái)進(jìn)行從高到低的排序以構(gòu)成一個(gè)目的站優(yōu)先級(jí)表。(7)根據(jù)權(quán)利要求6所敘述的排序操作，其特征在于排序操作可用軟件、固件、硬件或其組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。(8)根據(jù)權(quán)利要求2所敘述的調(diào)度方法的第一步、第三步、第六步和第七步，其特征在于一個(gè)優(yōu)先權(quán)處理器可被組成來(lái)產(chǎn)生可供調(diào)度方法使用的調(diào)度信息。(9)根據(jù)權(quán)利要求8所敘述的優(yōu)先權(quán)處理器，其特征在于這種優(yōu)先權(quán)處理器的一種操作步驟如下(i)將每個(gè)新到的數(shù)據(jù)包的SP和VSP變量值初始化為0；(ii)每個(gè)隊(duì)頭數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)按以下情況區(qū)別處理(a)在該數(shù)據(jù)包已傳送到其目的站后，則將該數(shù)據(jù)包所對(duì)應(yīng)的三元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)刪除，并將所有于目的站優(yōu)先級(jí)表里位于其后的所有數(shù)據(jù)包的SP和VSP變量值都加一；(b)在該數(shù)據(jù)包已傳送到其目的站后，原在其相應(yīng)隊(duì)列中緊隨其后的數(shù)據(jù)包的SP和VSP變量值都加以該數(shù)據(jù)包的VSP變量值，如果已加上該數(shù)據(jù)包的VSP變量值后的SP變量值仍然小于該數(shù)據(jù)包的SP變量值，則將緊隨其后數(shù)據(jù)包的SP變量值設(shè)成該數(shù)據(jù)包的SP變量值；(c)對(duì)每個(gè)目的站優(yōu)先級(jí)表，如其中任一數(shù)據(jù)包的SP變量值小于位于其前的數(shù)據(jù)包的SP變量值，則將該數(shù)據(jù)包的SP變量值設(shè)成位于其前的數(shù)據(jù)包的SP變量值。(iii)在每S個(gè)時(shí)間段的結(jié)束(S＞＝1)，所有隊(duì)頭數(shù)據(jù)包的SP和VSP變量值都減一。(10)根據(jù)權(quán)利要求8所敘述的優(yōu)先權(quán)處理器，其特征在于優(yōu)先權(quán)處理器的另一種操作步驟如下(i)將每個(gè)新到的數(shù)據(jù)包的SP和VSP變量值初始化為0；(ii)每個(gè)隊(duì)頭數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)按以下情況區(qū)別處理(a)在該數(shù)據(jù)包已傳送到其目的站后，則將該數(shù)據(jù)包所對(duì)應(yīng)的三元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)刪除，并將所有于目的站優(yōu)先級(jí)表里位于其前的所有數(shù)據(jù)包的SP和VSP變量值都減一；(b)在該數(shù)據(jù)包已傳送到其目的站后，原在其相應(yīng)隊(duì)列中緊隨其后的數(shù)據(jù)包的SP和VSP變量值都加以該數(shù)據(jù)包的VSP變量值，如果已加上該數(shù)據(jù)包的VSP變量值后的SP變量值仍然小于該數(shù)據(jù)包的SP變量值，則將緊隨其后的數(shù)據(jù)包的SP變量值設(shè)成該數(shù)據(jù)包的SP變量值；(c)對(duì)每個(gè)目的站優(yōu)先級(jí)表，如其中任一數(shù)據(jù)包的SP變量值小于位于其前的數(shù)據(jù)包的SP變量值，則將該數(shù)據(jù)包的SP變量值設(shè)成位于其前的數(shù)據(jù)包的SP變量值；(iii)在每S個(gè)時(shí)間段的結(jié)束(S＞＝1)，所有隊(duì)頭數(shù)據(jù)包的SP和VSP變量值都加上S-1。(11)根據(jù)權(quán)利要求9或10所敘述的優(yōu)先權(quán)處理器的操作步驟中的(i)，其特征在于對(duì)每個(gè)新到的數(shù)據(jù)包的VSP變量值進(jìn)行初始化，在各數(shù)據(jù)包的VSP變量值用相同的具體值進(jìn)行初始化時(shí)，該具體值可為任意常數(shù)。(12)根據(jù)權(quán)利要求9或10所敘述的優(yōu)先權(quán)處理器的操作步驟中的(c)，其特征在于該操作可用任意方法來(lái)維護(hù)每個(gè)目的站優(yōu)先級(jí)表中的隊(duì)頭數(shù)據(jù)包間的發(fā)送源優(yōu)先級(jí)的非減性。(13)根據(jù)權(quán)利要求9或10所敘述的優(yōu)先權(quán)處理器的操作步驟中的(a)和(iii)，其特征在于對(duì)數(shù)據(jù)包的SP和VSP變量值加上或減去某個(gè)值而使各個(gè)隊(duì)頭數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的調(diào)整時(shí)，這些被加以或減去的數(shù)值可為其它任意合理的數(shù)值。(14)根據(jù)權(quán)利要求2所敘述的調(diào)度方法的第四步，其特征在于根據(jù)各隊(duì)頭數(shù)據(jù)包的狀態(tài)，用任意一個(gè)最大配對(duì)方法來(lái)找出一個(gè)發(fā)送源和目的站間的最大配對(duì)。(15)根據(jù)權(quán)利要求14所敘述的最大配對(duì)方法，其特征在于一種最大配對(duì)的方法如下在每次循環(huán)配對(duì)中，如果一個(gè)未配對(duì)隊(duì)頭數(shù)據(jù)包具有其所在發(fā)送源的未配對(duì)隊(duì)頭數(shù)據(jù)包中最高的發(fā)送源優(yōu)先級(jí)并且該數(shù)據(jù)包在所有未配對(duì)及要傳送到其對(duì)應(yīng)目的站的隊(duì)頭數(shù)據(jù)包中有最高的目的站優(yōu)先級(jí)，那么此數(shù)據(jù)包將被配對(duì)。(16)根據(jù)權(quán)利要求14所敘述的最大配對(duì)方法，其特征在于另一種最大配對(duì)的方法如下如果一個(gè)未配對(duì)隊(duì)頭數(shù)據(jù)包具有其所在發(fā)送源的未配對(duì)隊(duì)頭數(shù)據(jù)包中最高的發(fā)送源優(yōu)先級(jí)或者該數(shù)據(jù)包在所有未配對(duì)及要傳送到其對(duì)應(yīng)目的站的隊(duì)頭數(shù)據(jù)包中有最高的目的站優(yōu)先級(jí)，那么此數(shù)據(jù)包將被配對(duì)。(17)根據(jù)權(quán)利要求15或16所敘述的最大配對(duì)方法，其特征在于一種并行的最大配對(duì)方法將使以下的兩個(gè)操作步驟重復(fù)直到min(N，M)次循環(huán)已經(jīng)被執(zhí)行或沒(méi)有新的配對(duì)可能被建立步驟1每個(gè)未配對(duì)的目的站對(duì)其在先前的循環(huán)中未曾請(qǐng)求過(guò)的隊(duì)頭數(shù)據(jù)包中具有最高目的站優(yōu)先級(jí)的包所在的發(fā)送源發(fā)出請(qǐng)求；步驟2每個(gè)被請(qǐng)求的發(fā)送源依以下情況進(jìn)行答復(fù)情況1如果該發(fā)送源是未配對(duì)的，該發(fā)送源將和發(fā)出請(qǐng)求的目的站配對(duì)；情況2如果該發(fā)送源是已配對(duì)的且請(qǐng)求中的目的站的發(fā)送源優(yōu)先級(jí)比配對(duì)中的目的站的為高，則將當(dāng)前的配對(duì)撤除并與請(qǐng)求中的目的站建立一個(gè)新的配對(duì)。(18)根據(jù)權(quán)利要求2中的第五步，其特征在于各被配對(duì)的數(shù)據(jù)包在同一時(shí)間段內(nèi)傳送到其對(duì)應(yīng)的目的站。(19)根據(jù)權(quán)利要求2方法中的第六步，其特征在于一種調(diào)整新隊(duì)頭數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)的方法是用插入排序法來(lái)對(duì)要加入到一個(gè)目的站優(yōu)先級(jí)表中的新隊(duì)頭數(shù)據(jù)包以每個(gè)時(shí)間段加入一個(gè)的形式完成。(20)根據(jù)權(quán)利要求19將一個(gè)新隊(duì)頭數(shù)據(jù)包加到其對(duì)應(yīng)的目的站優(yōu)先級(jí)表的方法，其特征在于可以應(yīng)用任何插入排序法，包括二叉插入排序法。(21)根據(jù)權(quán)利要求2所敘述的操作，其特征在于各操作不但可以對(duì)定長(zhǎng)數(shù)據(jù)包進(jìn)行，也可以應(yīng)用到變長(zhǎng)數(shù)據(jù)包上。(22)根據(jù)權(quán)利要求21所敘述的對(duì)變長(zhǎng)數(shù)據(jù)包的應(yīng)用，其特征在于一種方法是當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)包在某時(shí)間段內(nèi)被調(diào)度要傳送到其目的站時(shí)，如果另有一個(gè)與該被調(diào)度數(shù)據(jù)包同隊(duì)列的數(shù)據(jù)包早于該時(shí)間段開(kāi)始其傳送但尚未傳送完畢，則此另一數(shù)據(jù)包在該時(shí)間段內(nèi)繼續(xù)其傳送過(guò)程，而該被調(diào)度的數(shù)據(jù)包則等待下次再被調(diào)度。(23)根據(jù)權(quán)利要求2所敘述的操作，其特征在于各操作可用串行、并行、流水線(xiàn)、軟件、硬件、固件或它們的組合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。(24)根據(jù)權(quán)利要求23所敘述的實(shí)現(xiàn)方式，其特征在于該實(shí)現(xiàn)方式可以是集中的，也可以是分布的。(25)根據(jù)權(quán)利要求1所敘述的受約束排隊(duì)系統(tǒng)，其特征在于該受約束排隊(duì)系統(tǒng)可用來(lái)實(shí)現(xiàn)一系列的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括輸入端排隊(duì)的交換機(jī)、路由器、波分光纖網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)及有線(xiàn)網(wǎng)等。(26)根據(jù)權(quán)利要求5所敘述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其特征在于在先進(jìn)先出隊(duì)列的情況下，我們不再需要輔助變量VSP來(lái)從數(shù)據(jù)包的目的站優(yōu)先級(jí)推導(dǎo)數(shù)據(jù)包的發(fā)送源優(yōu)先級(jí)，因而輔助變量VSP可被刪去，簡(jiǎn)化為以下的二元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)DP及SP，而建立相應(yīng)的目的站優(yōu)先級(jí)表所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也可作出相應(yīng)的改動(dòng)。(27)根據(jù)權(quán)利要求2所敘述的調(diào)度方法，其特征在于當(dāng)應(yīng)用到權(quán)利要求26所敘述的二元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上時(shí)，所有對(duì)VSP的操作可被刪去。(28)根據(jù)權(quán)利要求2所敘述的調(diào)度方法，其特征在于該調(diào)度方法可控制每個(gè)數(shù)據(jù)包的傳輸延遲，因而為設(shè)計(jì)不同的數(shù)據(jù)包傳輸服務(wù)質(zhì)量保證方法提供最大的自由度和最大的支持。全文摘要本發(fā)明給出了一種受約束排隊(duì)系統(tǒng)的調(diào)度方法。一個(gè)NxM受約束排隊(duì)系統(tǒng)(圖0)有N個(gè)發(fā)送源(4)、(5)、(6),M個(gè)目的站(8)、(9)、(10),一個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)(7)和該系統(tǒng)的調(diào)度方法(11)。該系統(tǒng)中的時(shí)間被離散成時(shí)間段。到達(dá)該系統(tǒng)發(fā)送源的數(shù)據(jù)包(或稱(chēng)顧客)在發(fā)送源的緩沖儲(chǔ)存區(qū)內(nèi)(1)、(2)、(3)內(nèi)排隊(duì)等候被調(diào)度傳送。我們的創(chuàng)造性調(diào)度方法動(dòng)態(tài)地計(jì)算各排隊(duì)顧客的發(fā)送源和目的站優(yōu)先級(jí)并據(jù)此進(jìn)行高速的配對(duì)調(diào)度。該調(diào)度方法可廣泛應(yīng)用到實(shí)際的高效受約束排隊(duì)系統(tǒng)如高性能大規(guī)模的交換機(jī)中。文檔編號(hào)H04L12/56GK1277509SQ9910799公開(kāi)日2000年12月20日申請(qǐng)日期1999年6月9日優(yōu)先權(quán)日1999年6月9日發(fā)明者顧鈞,農(nóng)革申請(qǐng)人:顧鈞,農(nóng)革