طبیعت واحدمند و توزیع شده اینترنت به افزایش محبوبیت بیش از حد آن کمک می کند که منجر به رشد نمایی در حجم ترافیک و تقاضای بی سابقه برای ظرفیت شبکه هسته گردیده است.
از اینرو فراهم کنندگان شبکه با نیاز فراهم کردن یک شبکه زیرساخت جدید که بتواند رشد ترافیک را در شبکه هسته فراهم کند مواجه شده اند. پیشرفت در خروجی (throughput) فیبر و تکنولوژی های انتقال نوری اپراتورها را قادر کرده است تا ظرفیتهای بسیار بالایی را بکار گیرند در حالیکه پیشرفت در تکنولوژی های سوییچ / روترپاکتی نسبتاً آهسته تر بوده است از اینرو هنوز قادر به رقابت با سرعت در لینکهای انتقال نیستند.
در حالی که کریرها تجهیزات DWDM و فیبر را به کار می برند تا ظرفیت را افزایش دهند، تکنولوژی های سوییچینگ پاکتی با سرعت بالا (ترابیت) و ظرفیت زیاد مورد نیاز هستند تا ترافیک را در لینکهای با سرعت بالا جمع کنند.
تکنولوژی های سوییچینگ سرعت بالا که در اینجا بررسی می شوند برای سوییچ های ATM و روترهای IP مشترک هستند. اختلاف بین سوییچ های ATM و روترهای IP در کارتهای خط می باشد بنابراین هر دو سیستم می توانند با بهره گرفتن از یک سوییچ فابریک مشترک با کارتهای خط مناسب خود ساخته شوند.
چندین معیار طراحی باید هنگام طراحی یک سوییچ پاکتی در نظر گرفته شود. اولاً سوییچ باید تأخیر کم و احتمال cell loss کوچک و ماکزیمم خروجی نزدیک به 100% را فراهم کند. قابلیت پشتیبانی خطوط ورودی سرعت بالا نیز یک معیار مهم برای سرویسهای مولتی مدیا مثل ویدئو کنفرانس می باشد. لازم است Self-routing و کنترل توزیع شده در سوییچ های با مقیاس بزرگ پیاده سازی شود.
در این پروژه ابتدا در فصل اول سیستم های سوییچ ATM، اساس کار و ساختارشان شرح داده می شود و سپس سیستم های روتر IP، فانکشنها و ساختار شان بیان می شود و آنگاه معیارهای طراحی سوییچ ها بررسی می گردد. در فصل دوم اساس و مفاهیم سوییچینگ پاکتی را توضیح می دهیم و دسته بندی معماریهای سوییچ را بیان کرده و تکنیک های سوییچینگ مختلفی که در سوییچ های ATM و روترهای ظرفیت بالا بکار گرفته می شوند را از نظر ساختار، مزایا و محدودیت ها مورد بررسی قرار می دهیم. آنگاه Performance سوییچ های اصلی را بصورت محاسبات ریاضی و نتایج شبیه سازی شده نشان می دهیم.
در فصل سوم و چهارم کارهای انجام شده در زمینه شبکه های سوییچ واحدمند مبتنی بر شبکه های کراس بار و clos و کارایی (Performance) آنها بررسی می شود. از این دو روش می توان جهت طراحی سوییچ های واحدمند استفاده نمود.
در فصل پنجم الگوریتم جدیدی جهت تخصیص مسیر به سلول های رسیده در شبکه های سوییچ ATM واحدمند ارائه می کنیم بطوریکه Performance سوییچ را بهبود بخشد و سپس در فصل ششم نتایج شبیه سازی شده این روش با روش استفاده از مسیرهای Random را مقایسه و بهبود چشمگیر عملکرد این روش را نشان می دهیم.