随着网络的迅速发展,用户对网络的依赖日益增强。面对更加复杂多变的用户需求,交换机功能的不足开始凸显。为增强网络服务,交换机提供差分服务来允许流量不公平的竞争网络资源,性能要求严格的数据可以得到优先的处理,如延迟要求。然而,需求往往是多方面的,如携带网络控制信息的数据必须拥有最高的处理等级以保证网络的健壮,时效性极强的数据必须在失效前得到处理以避免带宽资源的浪费。此外,由于交换机的存储转发模式,数据在得到处理之前会在交换机中排队等候,若等候的数据过多,则会导致数据传输的时延明显增加,对网络效益造成负面影响。为最大限度的满足用户的需求,最大化网络效益,本文对交换机中的调度功能和队列长度控制方法进行了分析研究,并针对当前交换机工作的不足进行优化与改进。主要研究内容包括以下两个方面:·第一个方面,基于当前已有的调度结构只支持单维信息决策,本文提出了一种可以支持多维协同决策的调度方案Proteus,目的在于最大限度满足用户多方面混合的需求,兼顾不同数据的特性进行综合处理。此项工作根据具体的需求场景进行分析,提出支持多维协同决策的交换机调度结构与相应的调度算法。Proteus调度结构采用小根堆分别维护量化后的各维度数据信息,为交换机提供全局视角进行调度选择。同时该调度结构保持对现有常用单维调度策略的兼容。真机和仿真实验结果表明,执行单维调度时,与已有工作相比Proteus调度结构不会对交换机的资源产生过多的负担,而在执行多维调度时,该结构比其他实现方式可降低约80%的执行时间。·第二个方面,主要研究无损网络下如何通过流量控制限制交换机队列的增长,并基于保证网络无损的PFC流控机制进行优化,控制交换机报文堆积来降低队列长度导致的数据尾部延迟。此项工作引入预测机制,对现有PFC进行改进,提出P-PFC流控算法,目的在于在报文堆积之前,预测即将发生的队列堆积,提前触发流控信号限制流量传输,以避免交换机中排队队列过长的情况。此项工作中对P-PFC进行了详细的理论分析,证明该算法的可行性,并对如何进行预测和如何发送流控信号给出了具体的计算方式。仿真实验表明,该算法可以有效缓解数据的堆积程度,从而降低数据排队带来的尾部延迟,显著提升整个网络中流量传输的效率。