44、交换机调度算法：从PIM到iSLIP的演进

交换机调度算法：从PIM到iSLIP的演进

在网络交换领域，如何高效、公平地调度数据包是一个关键问题。本文将介绍两种重要的调度算法：并行迭代匹配（PIM）和iSLIP，探讨它们的原理、优缺点以及如何避免队首阻塞（HOL）。

1. 淘汰赛逻辑的局限性

在选择资源时，简单的淘汰赛逻辑可能存在不公平性。例如，从八个选项中选择四个单元，若将八个选项两两分配到四个2x2的淘汰赛集中器，可能会导致某些流量源获得的流量远少于其他流量源。为了避免这种不公平，淘汰赛逻辑使用k个独立的树，每个位置对应一个树。然而，这种实现方式较为复杂，且对流量分布有一定假设，在实际拓扑中并不总是成立。

2. 并行迭代匹配（PIM）

2.1 核心思想

PIM的主要思想是重新考虑输入排队，通过允许输入端口调度输入队列中的其他单元，而不仅仅是队首单元，来避免队首阻塞。具体来说，PIM将单个输入队列分解为每个输出端口对应的虚拟输出队列（VOQ），这样可以避免对同一输出端口的多个单元进行不必要的调度。

2.2 实现步骤

1. 分解输入队列 ：将每个输入端口的单个队列分解为多个VOQ，每个VOQ对应一个输出端口。
2. 发送请求 ：每个输入端口向其有非空VOQ的输出端口发送请求。
3. 授予阶段 ：输出端口随机选择一个输入请求进行授予。
4. 接受阶段 ：输入端口随机选择一个授予进行接受。