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　　6.4.5 ATM交換網絡的信元緩存策略
從前面各種單級網和多級網的介紹中可以知道，ATM交換網絡的結構與信元緩存器的設置是不可分割的。設置緩存器的主要目的是解決輸出沖突問題。共享總線結構采用輸出緩存，基于Crossbar的結構采用輸人緩存或交叉接點緩存，共享存儲器結構采用共享緩存等。本節將圍繞ATM交換網絡的緩存器設置問題進行專門的討論。
1.輸入緩存
輸人緩存，又稱為輸人排隊，是在交換網絡的毎個輸人端設置信元緩存器，如圖6-21所示。

輸人緩存一般采用簡單的先進先出（FhtInFirstOut,FIFO)的排隊規則?？梢钥吹?，在任意時隙各個非空輸人隊列的隊首信元將競爭輸出端口。如果各個隊首信元的輸出端口號都不相同，那么它們都能通過交換網絡傳送到出線；但若兩個或兩個以上的隊首信元的輸出端口號相同，則就發生了競爭。競爭的結果，在一個時隙只能有一個隊首信元輸出到目的端口，其余在競爭中失敗的隊首信元暫時停留在輸人緩存器的隊首位置，等待下一輪（下一時隙）的競爭和輸出。
輸人緩存方式存在排頭（Headofline,H0L)阻塞現象。所謂H0L阻塞，是指在發生出線競爭時，由于競爭失敗的信元排在隊列的頭部，而使排在后面的去往空閑出線的信元也不能被傳送這樣一種現象。圖6-21所示給出了一個說明H0L阻塞的示例，緩存器內的數字表示該信元的目的端口號。入線1與人線2緩存器中的隊首信元均要傳送到出線2,產生了競爭；假定人線1在競爭中獲勝，其認首信元送到出線2,人線2在競爭中失敗，隊首信元仍然留在緩存中等待下一輪的機會。人線3和人線4的排頭信元分別送往出線4和出線1。此時，出線3在該時隙內空閑，無信元傳送，而在人線2輸人隊列中的第2個信元是要到出線3的，由于其排頭信元在競爭中失敗以及FIFO規則，因此不能傳送，這就發生了HOL阻塞現象。

HOL阻塞效應會使交換網絡的吞吐率降低。理論分析表明，在隨機的均勻業務流模型下，當人線數/V很大時，采用FIFO規則的輸人緩存方式的交換網絡，其最大吞吐率為0.586。
為了提高輸入緩存方式的吞吐率，可以對輸人緩存的隊列設置和排隊規則加以改進，當然這會增加硬件和控制的復雜性。典型的改進方法是在每條人線處設置N個FIFO隊列，每個隊列對應于1個輸出端口，如圖6-22所示。這樣，對于AfxAf的交換網絡，要有妒個緩存器。

在每個時隙，每條出線仍只能輸出1個信元，但可以按照輪詢的方法來選擇況個隊列中的信元輸出。從各個緩存器控制信元輸出的搡作稱為信元調度。輪詢只是一種調度規則，還可能有其他多種調度規則。顯然，圖6-22所示的緩存方式，也可以看成/V重輸出緩存，因為每條出線可與作個緩存器相連。所以這種方式沒有排頭阻塞問題，吞吐率可接近于1。

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