Is it possible to use Monopath ATM Switches under Multiple or Single Source to Single Destination Bursty Traffic ?

A.-L. Beylot, P. Battistello, G. Grenier, I. Harfouche, M. Becker

IBP-Masi 1995/30: Rapport de Recherche Masi / Masi research reports
15 pages - Décembre/December 1995 - Document en anglais.

PostScript : Ko /Kb

Titre / Title: Is it possible to use Monopath ATM Switches under Multiple or Single Source to Single Destination Bursty Traffic ?

Résumé : L'ATM est la technique recommandée par l'ITU-T for les futurs réseaux RNIS à hauts débits. Les performances des réseaux ATM dépendront des performances des commutateurs. Plusieurs topologies ont été proposées pour ces commutateurs. Les plus fréquentes sont des topologies monochemin (par exemple réseau d'interconnection Banyan ou Delta).

Le problème essentiel rencontré lors de la conception d'un commutateur est du au fait que le futur trafic est mal caractérisé. On prévoit des sources de trafics sporadiques. Les trafics entrant dans un commutateur ne sont pas surtout des trafics provenant des sources (voix, données, trafic video), ils proviennent surtout des sorties des autres commutateurs. On a montré que ces trafics seraient aussi dissymétriques.

Dans ce rapport on essaie de répondre à la question: est-il possible d'utiliser et de dimensionner ces réseaux d'interconnection monochemins, sous des hypothèses réalistes pour le trafic. On étudie les problèmes de performances dposés par certains de ces réseaux pour des hypothèses classiques de trafics: trafic sporadique Bernoulli interrompu (IBP) pour lequel les cellules d'une rafale donnée sont supposées suivre le même canal virtuel (VC). Deux cas sont étudiés: le cas MSSD pour lequel plusieurs rafales peuvent avoir la même destination, et le cas SSSD pour lequel à un moment donné, seule une rafale peut être destinée à une sortie donnée. Un modèle exact du premier étage est proposé et des simulations sont réalisées pour obtenir des résultats pour l'ensemble du commutateur.

Le modèle du premier étage suffit à montrer que ces réseaux d'interconnection monochemins ne sont pas bien adaptés. (Cela peut aussi être déduit de la simulation de l'ensemble du commutateur.) Des réseaux multichemins tels que les réseaux de Clos seraient plus performants.

Abstract : ATM is the technique recommended by the ITU-T for broadband ISDN. Performance of ATM network will depend on the performance of ATM switches. Several interconnection networks were proposed to design those switches. The most commonly used are mono-path networks (e.g. Banyan or Delta networks).

The main problem when designing a switch is due to the fact that the future traffic is unknown. Traffics are expected to be bursty. Input processes into one switch are not mostly source processes (voice, data or video traffic), they are mostly output processes from other switches. It has been shown that the input traffic will be bursty and often unbalanced.

In this paper, we investigate the following problem : is it possible to use and dimension those monopath interconnection networks under quite realistic traffic conditions ? Performance problems of such interconnection networks are presented under classical traffic assumptions : bursty Interrupted Bernoulli Processes for which cells of a given burst are assumed to belong to the same Virtual Channel. Two cases are studied : in the first one, called Multiple Source to Single Destination (MSSD), several bursts can be directed to the same output port. In the second one, called Single Source to Single Destination (SSSD), only one burst can be directed to a given output port. An exact model of the first stage is proposed and simulations are used to study the whole switch.

It is shown that those interconnection networks are not well adapted to such traffics. (it can be seen from the first stage study, it can be seen from the whole simulation, too.). Multipath networks such as Clos networks would be better

Publications internes Masi 1995 / Masi research reports 1995