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输出端口处理取出已经存放在输出端口内存中的分组并将其发送到输出链路上。这包括选择和取出排队的分组进行传输,执行所需的链路层和物理层传输功能
当数据报从交换机构的到达速度比传输速率快
就需要输出端口缓存
由调度机制-路由器选择排队的数据报进行传输
何时出现排队
像是车流在车道上堵车一样,随着这些队列的增长,路由器的缓存空间最终将会耗尽,并且当无内存可用于存储到达的分组时将会出现丢包(packet loss)
- 假定输入线路速率与输出线路速率(传输速率)是相同的,均为 R 小(单位为每秒分组数)。
- 有 N 个输入端口和 N 个输出端口。
- 假设所有分组具有相同的固定长度,分组以同步的方式到达输入端口。
- 在任何链路发送分组的时间等于在任何链路接收分组的时间
- 在这样的时间间隔内,在一个输入链路上能够到达 0 个或 1 个分组。
- 在任何链路发送分组的时间等于在任何链路接收分组的时间
- 定义交换结构传送速率
为从输入端口到输出端口能够移动分组的速率。 - 如果
是 R 的 N 倍,则在输入端口处仅会出现微不足道的排队。 - 这是因为即使在最坏情况下,所有 N 条输入线路都在接收分组,并且所有的分组将被转发到相同的输出端口。
- 每批 n 个分组(每个输入端口一个分组)也能够在下一批到达前通过交换结构处理完毕。
输入排队-排队
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输入排队
到达的分组需要加入到输入端口队列中,以等待通过交换结构传输到输出端口。如果位于 2 个输入队列前端的 2 个分组时发往相同的输出队列,则其中一个将发生阻塞,就要在输入队列中等待
这种现象称之为输入排队交换机中的线路前部阻塞,也就是在一个输入队列中排队的分组必须等待交换结构空闲才能发送
当这个队列中,分组数持续增加到上限时,将会出现大量丢包
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- 如果交换结构不能快得使所有到达分组无时延地通过它传送
- 此时就会在输入端口出现分组排队
- 由于到达的分组必须加入输入端口队列中
- 以等待通过交换结构传送到输出端口
输出排队-路由器
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输出排队
当多个分组的目的地是相同的输出端口,则分组就会在输出端口造成堆积,此时也会出现排队现象。由于存储空间是有限的,所以就会造成丢包,此时可以采用弃尾策略,丢弃新到达的分组,或者删除一个或多个已经在队列中的分组来腾出空间
比较好的做法是在存储空间耗尽前对其一个分组,或添加标记,表示即将出现拥塞详细,这就是主动队列管理算法
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- 当输入端口速度很快且传送的分组很多,交换结构的速度也很快时,同一时刻到达输出端口的分组将会有很多
- 输出端口每个时刻只能传送一个分组,在这种情况下就会出现输出排队。
- 当没有足够的内存来缓存一个分组时,需要做出决定:
- 要么丢弃到达的分组(弃尾策略)
- 要么删除一个或多个已排队的分组为新的分组腾出空间
- 路由器在这个过程中需要多少缓存,经验方法是:
- 缓存数量应该当用平均往返时延(RTT)乘以链路的容量

