Eine neue Hardwarearchitektur für Hochleistungs-Kommunikationsadapter
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Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1995
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Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschrittberichte VDI / 10]
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adam_text | Titel: Eine neue Hardwarearchitektur für Hochleistungs-Kommunikationsadapter
Autor: Acken, Andreas van
Jahr: 1995
Inhaltsverzeichnis I Einleitung 1 II Die Hardwarearchitektur klassischer Netzwerkadapter 5 2.1 Ein Schema zur Klassifizierung von Netzwerkadaptern......... 6 2.2 Erläuterung der Netzwerkadapter-Architekturen............. 10 2.2.1 Der unintelligente Busslave Adapter............... 10 2.2.2 Der intelligente Busslave Adapter................ 12 2.2.3 Der unintelligente Busmaster Adapter.............. 14 2.2.4 Der intelligente DMA Busmaster Adapter............ 16 2.2.5 Der unintelligente DMA Busmaster Adapter........... 17 III Designaspekte von Hochleistungs-Kommunikationsadaptern 19 3.1 Der ideale Netzwerkadapter....................... 21 3.2 Die Elemente des Kommunikationssubsystems ............. 25 3.2.1 Zusammensetzung der Kosten für den Datentransport...... 26 3.2.2 Die Verarbeitungsinstanzen des TCP/IP Protokolls........ 28 3.3 Einige Ansatzpunkte zur Leistungsoptimierung von TVansportsystemen . 31 3.3.1 Softwaremaßnahmen zur Leistungssteigerung.......... 31 3.3.2 Hardwaremaßnahmen zur Leistungssteigerung.......... 37 IV Die Hardwarearchitektur des Direkten Intelligenten Busmasters 43 4.1 Das Dilemma des outboard processing.................. 44 4.2 Eine neue Hardwarearchitektur zur Unterstützung von outboard processing 45 4.2.1 Auswirkungen auf die Latenzzeit................ 47 4.2.2 Auswirkungen auf die Leistungsoptimierung.......... 48 4.3 Kompatibilität und Impiemenüerung................... 52 4.4 Spezifikation der Hardwarearchitektur.................. 56 V Leistungsbewertung mit analytischen Warteschlangenmodellen 61 5.1 Grundlagen und Voraussetzungen.................... 63 5.2 Die Modellierung des Ankunftsprozesses von Netzwerk-Datenpaketen . 65 5.3 Allgemeines Warteschlangenmodell des Kommunikationssubsystems . . 69 5.3.1 Beschränkung der Warteschlangenmodelle............ 69 5.3.2 Die Komponenten des allgemeinen Warteschlangenmodells ... 71 5.4 Das Verfahren zur mathematischen Analyse...............
74 5.4.1 Die Auswahl eines geeigneten Lösungsalgorithmus....... 76 5.4.2 Die Mittelwertanalyse...................... 76 5.5 Aufstellung der Warteschlangennetze.................. 78 5.6 Charakteristische Größen für die Leistungsbeurteilung.......... 83 V
VI INHALTSVERZEICHNIS 5.7 Ergebnisse der Modellanalysen ..................... 85 5.7.1 Variation der Paketankunftsrate................. 85 5.7.2 Variation der Ankunftsrate und Zusammensetzung von Paketen . 88 5.7.3 Variation der Ankunftsrate und Hostbelastung.......... 94 VI Leistungsbewertung mit Simulationsmodellen 97 6.1 Entwicklung der Simulationsmodelle.................. 97 6.1.1 Die Hardwarebeschreibungssprache ELLA 2000 ......... 98 6.1.2 Das Simulationsmodel! flir Netzwerk-Datenpakete ....... 99 6.1.3 Weitere strukturelle Elemente der Simulationsmodelle für Netzwerkadapter......................... 101 6.2 Die Modellierung des Datenflusses im Kommunikationssubsystem . . . 105 6.3 Die Simulationsmodelle für Netzwerkadapter-Architekturen....... 109 6.3.1 Das Modell für den unintelligenten Busslave Adapter...... 109 6.3.2 Das Modell für den unintelligenten direkten Busmaster Adapter . 110 6.3.3 Das Modell für den intelligenten Busslave Adapter....... 111 6.3.4 Das Modell flir den intelligenten DMA Busmaster Adapter ... 112 6.3.5 Das Modell für den intelligenten direkten Busmaster Adapter . . 112 6.3.6 Bewertung der Simulationsmodelle............... 114 6.4 Analyse und Vergleich der Simulationseigebnisse............ 116 6.4.1 Simulation Burst-artiger Ankunftsprozesse........... 117 6.4.2 Simulation kontinuierlicher Ankunftsprozesse ohne Überlast . . 123 6.5 Die Eignung des Direkten Intelligenten Busmasters fiirFDDI und ATM . 129 6.6 Zusammenfassung und Veigleich der Ergebnisse............. 131 VII Zusammenfassung und Bewertung 137 A Ermittlung der Parameter für die Warteschlangenmodelle 141 A.l Die Parameter des offenen Teils von Modell A (I-D-BM)........ 142 A.2 Die Parameter des geschlossenen Teils von Modell A (I-D-BM)..... 146 A.3 Die Parameter für das I-DMA-BM Walteschlangenmodell B....... 147 A.4 Die Parameter für das U-D-BM Warteschlangenmodell C........ 148 Literaturverzeichnis 151
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