一种基于Crossbar结构的分布式共享缓存交换机设计与实现

来源：计算机工程与科学杂志2025年第06期北京时间：

作者：杨乾明, 邵靖杰, 曾聘, 袁梦, 宋卓秦, 邓秋严, 张剑锋, 王勇

单位：国防科技大学计算机学院，湖南 长沙 410073

摘要：交换机的交换结构、缓存方式和多端口读写并存等架构实现方式决定了交换机的性能。随着交换端口数目的增加与端口速率的提升，交换机如何提高多端口数据转发性能是一个值得研究的课题。为满足多端口数据转发、数据交换内部无阻塞的需求，提出一种基于Crossbar结构的分布式共享缓存交换机架构，首先，采用了一种基于Crossbar全相连的输入缓存结构，以满足多端口数据的无阻塞输入需求；其次，在交换结构上创新性地采用了分布式共享缓存方式，以提高数据交换速率；最后，在FPGA开发板上对设计进行了仿真和验证。结果表明，相比传统交换机，提出的分布式共享缓存的多端口交换机架构支持大容量数据转发，能有效提升数据传输带宽。

关键词：多端口,交叉开关,分布式共享缓存,读写缓存并行,

基金资助：高性能计算国家实验室项目（202201-16）