Программируемая планировка пакетов с динамической перестановкой на линиях связи

Планировка пакетов в высокоскоростных коммутаторах требует как пропускной способности на уровне линии, так и программируемости. Существующие модели программируемой аппаратной планировки, такие как PIFO и PIEO, способны описывать широкий спектр алгоритмов планирования; однако их семантика ограничена упорядочиванием на уровне пакетов и не позволяет динамически переставлять уже буферизованные пакеты, что сдерживает поддержку алгоритмов с динамическим порядком, таких как pFabric. Для преодоления этого ограничения мы предлагаем UIFO (Update-In-First-Out) — новую модель программируемой планировки, вводящую двухуровневую абстракцию классов и пакетов. UIFO обеспечивает динамическое обновление порядка планирования на уровне классов при сохранении упорядоченности пакетов внутри каждого класса, тем самым поддерживая динамическую перестановку уже буферизованных пакетов. Кроме того, UIFO полностью совместима с существующими моделями PIFO и PIEO и обобщает их. Мы реализовали аппаратный прототип UIFO на основе конструкций приоритетной очереди и оценили его на платформе FPGA и в технологическом процессе 28 нм для ASIC. В целом UIFO существенно расширяет выразительность планировщиков и сохраняет благоприятную масштабируемость, обеспечивая при этом пропускную способность 100 Гбит/с на уровне линии.