Sekretariat 61 6653920

Algorytmy przepływu pakietów oraz sterowania w elektronicznych i optycznych systemach komutacji.




Czas trwania projektu

02.09.2005 - 30.04.2008

Instytucja finansująca

Komitet Badań Naukowych

Streszczenie

Cel projektu: Opracowanie algorytmów planowania przepływu pakietów w polu komutacyjnym, algorytmów sterowania polem typu baseline oraz implementacja sprzętowa zaproponowanych algorytmów.

W ramach realizacji projektu zostały opracowane algorytmy planowania przepływu pakietów przez pole komutacyjne (scheduling algorithms). Algorytmy te pozwalają osiągnąć poprawę wielu istotnych charakterystyk komutacji (min. średniego opóźnienia, średniej ilości pakietów w kolejkach itp.) w stosunku do znanych wcześniej algorytmów. Opracowano i przebadano także nową strategię kolejkowania pakietów – Virutal Output Queing (VOQ), pozwalającą na osiągnięcie zdecydowanie wyższej wydajności kolejkowania pakietów niż w przypadku znanych wcześniej technik kolejkowania. Strategia ta pozwala pozbyć się typowego dla pojedynczych kolejek efektu blokowania początku kolejki (Head of Line Blocking). Algorytmy te zostały opracowane dla pól typu crossbar oraz trzysekcyjnych pól Closa, przy czym w polach Closa, w zależności od algorytmu, są one realizowane w poszczególnych sekcjach niezależnie.
Podczas realizacji projektu zostały opracowane także algorytmy sterowania polem komutacyjnym typu log2(N, m, p) zbudowanym z elektronicznych i optycznych elementów komutacyjnych. Podczas opracowywania algorytmów została zwrócona uwaga na zapewnienie nieblokowalności w szerokim sensie, na brak (niedopuszczenie) przeników pierwszego rzędu w polach komutacji optycznej. Wstępnie opracowano algorytmy dla pól z elementów 2 x 2, a następnie otrzymane rezultaty uogólniono dla pól z elementów d x d oraz dla pól z połączeniami rozgałęźnymi (multicastowymi).
Opracowane algorytmy zostały następnie przygotowane do implementacji sprzętowej w układzie FPGA. Implementacje te zostały przetestowane w programie symulacyjnym, zostały też zoptymalizowane pod kątem sprzętowej realizacji (ze względu na ilość bramek oraz czas wykonania) i zaimplementowane w języku VHDL i praktycznie zrealizowane w strukturach FPGA.

Publikacje, raporty lub patenty będące rezultatem projektu

>
20. G. Danilewicz, W. Kabaciński, M. Michalski, M. Żal: A New Control Algorithm For Wide-Sense Nonblocking Multiplane Photonic Banyan-Type Switching Fabrics With Zero Crosstalk; IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol. 26, Nr 3, April 2008, pp. 54-64
19. D. Parniewicz, M. Stasiak, P. Zwierzykowski: Multicast Connections in Mobile Networks with Embedded Threshold Mechanism, [w] The International Science Conference: Computer Networks - CN`11, A. Kwiecień, P. Gaj and P. Stera Eds., Springer, seria Communications in Computer and Information Science (CCIS), 2011, vol. 160, 407-416.
18. G. Danilewicz: Wide-Sense Nonblocking Logd(N, 0, p) Multicast Switching Networks. Transaction on Communications, vol. 55, no. 11, Nov. 2007, pp.2193-2200.
17. W. Kabaciński, M. Michalski, A. Pattavina The Control Algorithm and WSNB operation of log2(N,1,p) Switching Fabrics, IEEE GLOBECOM 2007, Washington, DC, USA, 23-27 November 2007, 2374-2378.
16. G. Danilewicz, W. Kabaciński, M. Michalski, M. Żal: Control algorithms for multi-plane photonic switching fabircs with and without first order crosstalk ; International Conference on Transparent Optical Networks, Rome, Italy, 1-5 July, 2007.
15. J. Kleban, H. Santos: Packet Dispatching Algorithms with the Static Connection Patterns Scheme for Three-Stage Buffered Clos-Network Switches, IEEE International Conference on Communications 2007, 24-28 June 2007 Glasgow, Scotland.
14. J. Kleban, M. Sobieraj, S. Węclewski: The Modified MSM Clos Switching Fabric with Efficient Packet Dispatching Scheme, IEEE High Performance Switching and Routing 2007, New York, May 30 to June 1, 2007.
13. J. Kleban, W. Kabaciński: The Application of Static Connection Patterns to Packet Dispatching Schemes for the MSM Clos Network Switches, HiPEAC Workshop on Interconnection Network Architectures: On-Chip, Multi-Chip, 28 January 2007, Ghent, Belgium
12. J. Kleban, S. Węclewski: IM-OM matching packet distaptching scheme for MSM Clos-network switches, Polish Teletraffic Symposium 2007, Zakopane, 20-21 September 2007, str. 89-98.
11. W. Kabaciński, P. Karbowiak, M. Michalski: Lower bounds for wsnb log2(N, 1, p) switching networks, Poznańskie Warsztaty Telekomunikacyjne, December 2007,
10. W. Kabaciński, M. Michalski: The Routing Algorithm and Wide-Sense Nonblocking Conditions for Multiplane Baseline Switching Networks. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol. 24, Nr 12, December 2006.
9. G. Danilewicz, W. Kabaciński, M. Michalski, M. Żal: Wide-Sense Nonblocking Multiplane Banyan-Type Switching Fabrics With Zero Crosstalk. IEEE International Conference on Communications, Istambuł, Turcja, 11-15 June 2006.
8. A. Baranowska,W. Kabaciński: Scheduling algorithms for Virtual Output Queiung switches, Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji, Vol 53, No 3. pp. 251-272
7. J. Kleban, S. Węclewski: IM-OM matching packet dispatching scheme for MSM Clos-network switches, Theoretical and Applied Informatics, vol. 19, no. 3, pp. 159-173.
6. M. Michalski: Simultaneous connections routing in reangeable multi-log232 switching networks with n=5 stages. 4th Polish-German Teletraffic Symposium, Wrocław, 21-22. 09. 2006, 217-223.
5. M. Michalski: The Way to Obtain Nonblocking with Sequential Connections Routing in Rearrangeable Multi-Log232 Switching Networks with n=5 Stages Composed of Directional Couplers. e-Photon/ONe+ Summer School 2006 on Optical grid and optical network resilience Zagreb, Croatia, 4-6 September 2006, C41-C45.
4. G. Danilewicz, W. Kabaciński, M. Michalski, M. Żal: Nieblokowalne w szerokim sensie wielopłaszczyznowe pola komutacyjne zbudowane z komutatorów d  d, Poznańskie Warsztaty Telekomunikacyjne ‘2006 – materiały konferencyjne, Poznań, 7-8 December 2006, pp. 109-115.
3. J. Kleban, S. Węclewski: Planowanie przepływu pakietów w polach Closa typu MSM z wykorzystaniem stałych schematów połączeń, Poznańskie Warsztaty Telekomunikacyjne '2006 - materiały konferencyjne, Poznań, 7-8 December 2006, s. 132 – 137.
2. W. Kabaciński, M. Michalski: Wide-Sense Nonblocking Log2(N, 0, p) Switching Networks with Odd Number of Stages. 4th Polish-German Teletraffic Symposium, Wrocław, 21-22. 09. 2006, 207-215.
1. G. Danilewicz, W. Kabaciński, M. Michalski, M. Żal: Nieblokowalne w szerokim sensie pola log2(N, 0, p) z zerowymi przenikami, X Poznańskie Warsztaty Telekomunikacyjne, 7-8 December 2005, Poznań.


Koordynator projektu

prof. dr hab. inż. Wojciech Kabaciński


Kierownik projektu PP

prof. dr hab. inż. Wojciech Kabaciński


Uczestnicy projektu PP

prof. dr hab. inż. Wojciech Kabaciński
prof. dr hab. inż. Grzegorz Danilewicz
dr hab. inż. Mariusz Żal
dr inż. Janusz Kleban
dr inż. Marek Michalski
mgr inż. Anna Baranowska

Partnerzy w projekcie

Brak partnerów w projekcie.