層次化通訊協定之穿透式緩衝區支援

Buffer Cut-Through Spporrt for Layered Communication Protocol Stack

黃景煌(Huang Ching Huang)

指導教授 ： 關聖威

元智大學/工程學院/電機與資訊工程研究所/碩士(1993年)

摘要

層次化通訊模式如(OSI, Open System Interconnection)常被批評有效能
慢的問題，每增加一層，效能就相對的降低。此外，層與層之間常藉著拷
貝以交通，對效能的影響更大。L. Svobodova曾經指出OSI類通訊系統實
作存在的種種問題，其中緩衝區的配置及管理，是本研究的主題。通訊系
統中各層緩衝區的運用常常會涉及大量的拷貝。然而，這些拷貝是可以避
免的。C. M. Woodside和J. R. Montealegre提出了兩種 "穿透式緩衝區
管理(buffer cut-through)"的策略：在跨越上下層時，緩衝區維持不變
而且不需一再重複拷貝。Yuh-Ming Huang和Sheng-Uei Guan提出依第二種
buffer cut-through策略發展的位移式緩衝區管理方法。本研究即是對此
方法繼續改進，並以實作驗證，同時與拷貝式緩衝區管理做一比較。本論
文提出的穿透式緩衝區管理方法可達成避免拷貝的目的，並且降低目前穿
透式緩衝區管理所需控制向量的複雜度，同時我們發展了二組使用位移式
與拷貝式緩衝區管理的程式(均分別在第三及第三、四層分段)。測得傳輸
速率之比依序為6.96:1及9.39:1，此結果比Woodside利用模擬預測所得之
比5:1(第三層分段)為佳，在。同時亦製定一組位移式緩衝區管理程式介
面，提供使用參考。此外，我們測試結果亦顯示每一層的最大傳送資料量
越大，穿透式緩衝區管理所獲得的效益越高。

關鍵字

HASH(0xe1185c8)

並列摘要

OSI and layered communication models are usually criticized as
having performance drawbacks. L. Svobodova [4] has pointed out
varieties of issues -- buffer allocation and management -- will
be the focus of this research. Handling of buffers usually
includes copying of some of or all of the information in layer
protocols. In fact, it can be avoided. C. M. Woodside and J. R.
Montealegre [2] proposed the "buffer cut-through (BCT)"
buffering stratege which means buffer passed through a layer
remains unaltered and data copying is not required in protocol
layers. In their paper, two cut-through buffering schemes are
presented. Based on their ideas, Yuh-Ming Huang and Sgeng-Uei
Guan proposed an off-setting BCT scheme similar to the second
cut-through scheme in [1]. In this reserach, we refine Guan's
off-setting BCT scheme. Our approach saves the complicated
control vector processing in the sending/receiving phase and
buffer space requirement. Performance measurements based on our
implementation show that the improvement of BCT over buffer-
copied schemes could be 6.96:1 times advantage. This is better
than Woodside's theore- tical prediction based on simulation
study. We also develop an off-setting BCT software module with
a C language interface.

並列關鍵字

OSI通訊協定 ； 穿透式緩衝區管理 ； 分段/重組 ； 控制向量 ； OSI communication protocol ； buffer cut-through management