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An Input-Buffered Dual-Banyan Switch with Multiple Switching Fabrics Based on Multistage Interconnection Networks

다단계 상호 연결망 기반의 다중 스위치 구조를 갖는 입력 버퍼형 이중 반얀 스위치

  • 박성원 (영산대학교 정보통신공학부) ;
  • 이창범 (영산대학교 정보통신공학부)
  • Published : 2003.08.01
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Abstract

Many types of switching fabrics have been proposed for use in ATM networks. Multistage Interconnection Networks (MINs) constitute a large class of ATM switching systems that are widely used in today´s internetworking. One of the most veil-known types of multistage networks is the banyan network. The banyan network is attractive for its simple routing scheme and low hardware complexity, but its throughput is very limited due to internal blocking and output contention. In this paper, we propose an input-buffered dual-banyan switch model with multiple switching fabric between switch input and output to avoid internal and Head-of Line blocking. By performance analysis and simulation, we show that our model has a lower ceil delay and 96% throughput which is much better than other banyan-type switch architecture.

ATM망에서 사용하기 위해 다양한 형태의 스위치 구조가 제안되어 왔으며, 다단계 상호 연결망은 오늘날 망연동시 널리 사용되는 ATM 교환시스템을 구성하는 중요한 요소이다. 이러한 상호 연결망에서 가장 잘 알려진 형태중의 하나가 반얀망이다. 반얀망은 라우팅 체계의 단순함과 하드웨어 복잡도가 단순하다는 점 때문에 많이 사용되어 왔으나, 처리 효율이 내부 블록킹과 출력에서의 혼잡도에 의해 크게 제한되는 단점이 있다. 본 논문에서는 스위치 내에서의 이러한 내부 블록킹 및 HOL 블록킹을 피하기 위해 다중 스위칭 패브릭 구조를 사용하는 입력 버퍼형 이중 반얀 스위치 모델을 제안한다. 성능 분석과 시뮬레이션을 통해서 제안한 본 모델이 기존 다른 반얀 스위치 구조에 비해 우수한 96%의 처리율과 낮은 셀 지연을 가지고 있음을 보여준다.

Keywords

References

  1. Karol, M. J, Hluchyj, M. G., Morgan, S. P., 'Input vs. Output Queueing on a Space Division Packet Switch,' IEEE Trans. on Comm., Vol.35, pp.1347-1356, December, 1987 https://doi.org/10.1109/TCOM.1987.1096719
  2. M. J. Karol, K. Y. Eng, H. Obara, 'Improving the Performance of Input-queued ATM Packet Switches,' in Proc. IEEE INFOCOM '92, pp.110-115, March, 1992 https://doi.org/10.1109/INFCOM.1992.263574
  3. H. Ahmadi and W. E. Denzel, 'A Survey of Modem High-Performance Switching Techniques,' IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol.7, pp.1091-1103, 1989 https://doi.org/10.1109/49.44557
  4. R. Kannan, K. Y. Lee and H. F. Jordan, 'A High-speed Hardware Efficient Optical Sorting Network,' in Proc. Asia -Pacific Conference on Communications, pp.873-877, 1995
  5. R. Y. Awdeh and H. T. Mouftah, 'Survey of ATM Switch Architecture,' Computer Networks and ISDN Systems. 27, pp.1567-1613, 1995 https://doi.org/10.1016/0169-7552(94)00081-4
  6. A. Huang and S. Knauer, 'Starlite : A Wideband Digital Switch,' in Proc. IEEE GLOBECOM '84, pp.121-125, November, 1984
  7. K. E. Batcher, 'Sorting Networks and Their Application,' in Proc. AFIPS Spring Joint Compo Conf., pp.307-314, 1968
  8. J. Y. Hui and E. Arthurs, 'A Broadband Packet Switch for Integrated Transport:' IEEE Journal of Selected Areas Communications, Vol.5, No.8, pp.264-273, October, 1987 https://doi.org/10.1109/JSAC.1987.1146650
  9. J. Y. Hui and T. H. Lee, 'A Large-scale ATM Switching Network with Sort-banyan Switch Modules,' GLOBECOM '92 Conference Record, Orlando, pp.133-137, December, 1992 https://doi.org/10.1109/GLOCOM.1992.276505
  10. T. Kwok and F. Tobagi, 'Tandem-banyan Switching Fabric,' in IEEE Proc. INFOCOIU '90, Vol.2, PP.677-685, 1990
  11. J. S. Turner, 'Design of a Broadcast Packet Network,' in Proc. IEEE INFOCOM '86, PP.667-675, 1986
  12. J. S. Turner, 'Design of a Broadcast Packet Switching Network,' IEEE Trans. on Communications, Vol.36, No.6, pp.734-743, 1988 https://doi.org/10.1109/26.2794
  13. Christos Kolias and Leonardo Kleinrock, 'The Dual-Banyan(DB) Switch: A High Performance Buffer-Banyan ATM switch,' in IEEE Proc. ICC '97, pp.770-776, 1997
  14. P. C. Wong and M. S. Yeung, 'Design and Analysis of a Novel Fast Banyan Switch - Pipeline Banyan,' IEEE/ ACM Trans. on Networking, Vol.3, No.1, pp.63-69. February, 1995 https://doi.org/10.1109/90.365438
  15. Raiendra V. Boppana and C. S. Raghavendra, 'Designing Efficient Benes and Banyan Based Input-buffered ATM Switches,' in IEEE Proc. ICC '99, pp.1826-1830, June, 1999 https://doi.org/10.1109/ICC.1999.765578
  16. 김학용, 김기선, '다중 입력 큐 방식의 고속 패킷 스위치의 구조 및 성능 분석', Telecommunications Review, 제11권, 제6권, 2001
  17. T. E. Anderson, S. S. Owicki, J. B. Saxe and C. P. Thacker, 'High-speed Switch Scheduling for Localarea Networks,' ACM Trans. Comput, Syst., Vol.11, pp. 319-352, November, 1993 https://doi.org/10.1145/161541.161736