Threshold-based filtering buffer management scheme in a shared buffer packet switch论文核心部分

TF缓存管理方案：

TF 方案旨在高效公平地使用共享缓冲区，即最小化整体丢包概率并保证不同输出端口之间的公平缓冲区使用。输出端口根据队列长度分为活动或非活动输出端口，分类基于专用缓冲区分配因子（B/N），其中 B 是总缓冲区大小，N 是定义1中的输出端口数。通过在定义2中的过载模式下为所有非活动输出端口保留足够的缓冲区大小，TF可以保护目的地为非活动输出端口的到达数据包被丢弃。

定义1：如果输出端口i的队列长度大于B/N，则输出端口i称为活动输出端口；否则，称为非活动输出端口。

定义2：如果队列总长度大于B-T，则包交换的状态称为过载模式；否则，称为非重载模式，其中 T 是该方案中的 TF 阈值因子。

T 的值应保持尽可能小，以便所有输出端口可以共享和使用更多的缓冲区空间。这可以增加缓冲区利用率。然而，一个非常小的T值将导致大部分去往非活动输出端口的到达数据包被丢弃，因为保留的缓冲区空间不足。在这种情况下，TF 的缓冲行为类似于 CS 的 drop-tail，因此整体丢包概率会大大增加。接下来，我们展示了 TF 方案在非重载模式下的操作。

其中 Xi(t) 是输出端口 i 在时间 t 的最大允许缓冲区大小，Ai(t) 是在时间 t 发往输出端口 i 的所有传入数据包的数量。当开关状态处于非过载模式时，TF 的操作如图 1(a) 所示。在图 1(a) 中，所有到达的数据包都被允许进入缓冲区，无论它们的目的地是活动的还是非活动的输出端口，其中 Q(t) 表示为时间 t 的总队列长度。因此，输出端口 i 在时间 t 的最大允许缓冲区大小等于在时间 t 发往输出端口 i 的所有传入数据包的数量。随后，（2）用于显示TF方案在重载模式下的操作。

 其中 Sa(t) 是时间 t 的活动输出端口集，Sin(t) 是时间 t 的非活动输出端口集。当开关状态处于过载模式时，TF 的操作如图 1(b) 所示。在图 1(b) 中，TF 开始根据目的地过滤到达数据包。如果到达数据包的目的地是活动输出端口，则过滤器会简单地阻止所有到达数据包。另一方面，如果到达数据包的目的地是非活动输出端口，则所有这些数据包都被允许进入缓冲区。有了足够的 T 值，TF 可以保证到达非活动输出端口的数据包进入缓冲区。这意味着TF不会限制非活动输出端口的长度增加，除非它们被转移到活动输出端口。因此，TF 能够提供公平性和整体低丢包率。