다중 입력 큐 방식의 고속 패킷스위치의 구조 및 성능 분석

인터넷을 필두로 한 폭발적인 데이터 트래픽의 증가는 광대역 전송뿐만 아니라 고속 스위칭 기능을 절실히 요구하고 있다. 광대역 전송의 측면에서는 현재 파장분할 다중화(WDM) 기술을 통해 광섬유의 잠재적인 대역폭을 충분히 이용하고 있으며, 가까운 미래에는 광 시분할 다중화(OTDM) 기술을 사용할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 반면에 고속 스위칭은 빛을 이용한 제어와 처리에 관련된 기능들이 아직 성숙되지 않은 관계로 여전히 전기적인 영역에서 이루어지고 있다. 하지만 전기적 소자들은 물리적인 동작 속도의 한계로 인하여 Terabit 급의 데이터 트래픽을 처리하기 위해서는 새로운 교환 방식에 대한 연구가 필요하다. 이러한 요구에 따라 최근 많은 관심이 집중되고 있는 것이 다중 입력 큐(MIQ:Multiple Input Queueing) 방식의 고속 패킷 스위치이다. MIQ 스위치는 각 입력포트에 m개의 FIFO 메모리를 두고 각 메모리를 특정 출력포트 혹은 일단의 출력포트들로 하여금 공유하도록 하는 방식이다. 이렇게 함으로써 Head-of-Line(HOL) 블록킹으로 인해 그 수율(throughput)이 58%로 제한되는 단일 입력 큐 패킷 스위치의 문제를 해결함과 동시에 입력 큐 방식의 스위치의 고속 동작 특성을 그대로 유지시킬 수 있다. 본 논문에서는 고속 패킷 스위치에 사용되는 다중 입력 큐 방식의 특징에 대해 살펴보고 두 가지 셀(cell) 선택 방식에 따른 성능을 분석·제시할 것이다. 또한 광 인터넷의 핵심이 되는 광 스위치에다중 입력 큐의 개념을 활용하는 방안에 대해서도 고찰할 것이다.