Banyan結構具有三個重要特征：第一，每個輸入和輸出間僅有通道；其次，具有比特控制的自選路由功能；第三，模塊化結構，如圖6-13所示。其中，每個方框代表一個交換元件，它具有兩個輸入和輸出，可根據輸入路由標簽確定輸出線（路由標簽為0,輸出到0線；路由標簽為1,輸出到1線）。

下面以三級Banyan結構為例，簡要說明工作過程，當比特流010,0111011（其中010為路由標簽，代表輸出端口號）進入交換結構，第一級交換元件根據接收的第一比特決定比特流的出線，然后將第一比特丟棄，重復上述操作直至到達相應輸出端口。在第一級中比特流輸出到0線，第二級中比特流輸出到1線，第三級輸出到0線，正好到達指定端口且路由標簽己丟棄，僅剩用戶信息流。

顯然，這種交換結構具有簡單、模塊化、可擴展性好及信元交換時延小等優點，但也存在著明顯的問題。如圖6-14,當兩個數據塊同時送往輸出端口011和010時，在第二級交換元件中就會產生共同使用1線路的情況，也就是發生了碰摘，如果不采取適當措施，這種碰撞會導致信元丟失。這種因爭搶交換結構內部資源而引起信元丟失的現象稱為內部阻塞。另外，當兩個數據塊同時送往同一輸出端口時，還會發生輸出阻塞。當然，由于輸出阻塞不是由于交換結構本身的缺陷造成的，采用前面介紹的輸入或輸出緩沖排隊方法可以很好地解決這個問題。第一級第二級第三級那么如何解決內部阻塞目前，主要采取以下兩種方法。

（a）在Banyan結構的每個交換元件中加上緩沖器（既可是輸入緩沖，也可是輸出緩沖），構成緩沖Banyan結構。但這種方式中究竟采用多大容量的緩沖器，以及所帶來的性能改善情況，尚待進一步研究。另外，加上如此多的緩沖器，明顯地增加了交換結構的成本。

（b）經過研究發現，只要Banyan結構同時輸入的全部數據塊（信元）的輸出地址（路由標簽）單調排列（即遞增或遞減），則不存在內部阻塞。因此，可在Banyan前加入排序網絡（BatcherSortingNetwork），構成Batcher-Banyan結構；如圖6-15所示。

Batcher-Networic根據信元的目的地址將其按升序排列，每個節點比較兩個信元的目的地址，并將高地址信元送到高端，低地址信元送到低端。當僅有一個信元時，將它送到低端。

③Delta結構

Delta結構是Banyan結構的一個子集，當Banyan結構2x2的交換元件換成mN的，同樣是輸入和輸出端口之間只有一條通路，自選路由方式且模塊化的交換元件互連網絡，即為Delta交換結構。構成Delta交換結構的交換元輸入#16件是AWV的交換模塊，如圖6>16所示。雖然圖6-16Delta交換結構Delta結構中每個交換元件的復雜度大大超過了Banyan結構的交換元件，但如果每個mN交換元件是無內部阻塞的，那么Delta結構的性能比Banyan結構好得多。但是Delta交換結構本身依然是有阻塞的，其性能隨著網絡規模的增大而降低，而且對輸入業務模式十分敏感。

Delta結構采用下述方法來減少潛在的阻塞條件：第一，提高交換結構內部鏈路相對于輸入和輸出端口的速度：第二，在交換元件中引入信元緩沖器：第三，在交換元件之間實現多條內部路徑。

④重環回結構

Batcher-Banyan結構有效地消除了內部阻塞，但當有兩個以上信元同時去往同一出線時，還會產生輸出阻塞。對于輸出阻塞，可以采用輸入或輸出緩沖排隊方式解決。但輸入緩沖存在隊頭（HOL）阻塞，導致交換結構的吞吐率下降，對輸出緩沖的速度和容量要求較高。一種稱為重環回的結構，可以改進Batcher-Banyan結構的性能。

重環回結構的主體就是Batcher排序網絡和Banyan網絡（簡稱B-B網），只是它不設輸入隊列，入線上的信元都能同時進入Batcher網，當遇到相同的地址進行比較時，Batcher任選出線。Banyan不允許含有同樣地址的信元同時進入，在Batcher和Banyan之間加了一個清洗和提升網絡以及一個集中緩沖器。如圖6-17所示，信元（1），（2），（3）和（4）分別送到3,1,4和3,經過Batcher排序后，集中緩沖器從Batcher網的輸出中挑出地址相同的信元（1）3和（4）3,放行（4）3,而將（1）3送集中緩沖器，經過清洗和提取后的信元（2）1,（4）3和（3）4送入Banyan網，保證fBanyan輸入的單一有效特性，避免了輸出碰撞現象。而暫存于緩沖器的信元（1）3重新送回Batcher網輸入端。

采用重環回結構，當需要環回的信元很多，超過了緩沖器的容量，會產生信元丟失。另外，重環回信元會造成信元次序混亂，時延也很大，為了防止這種現象產生，反饋回Batcher網的信元被賦以高的優先權，如下次再和其他信元碰撞，清洗和提升網絡應給予優先放行。

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