一种适用于信用量整形网络的多段分组最坏延迟计算方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于信用量整形网络的多段分组最坏延迟计算方法，该方法采用了物理带宽约束加上逻辑带宽约束的多段分组的计算方法。依据了高低优先级流量调度的最坏条件和对应的信用量增加边界值，计算流量一次性最大发送时间；通过判断到达流量最大突发度与一次性最大发送时间的大小关系，在物理带宽约束的基础上，增加逻辑带宽约束，实现到达流量的多段分组曲线描述。该方法能够有效提高网络延迟计算的准确性，属于网络通信技术领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及网络通信
的延迟计算，更特别地说，是指一种应用于信用量 整形网络的最坏延迟计算方法。
技术介绍
IE邸AVB巧thernetAudio/VideoBridging)网络，是在传统W太网络的基础上， 通过保障带宽，限制延迟和精确时钟同步等手段，提高了时间敏感（Time-Sensitive)信息 传输的实时保障，W支持各种基于音频、视频的网络多媒体应用的组网技术。AVB(W太网音 视频桥接技术）采用基于信用量整形（化edited-basedshaping)的方法实现流量控制目 的，具体体现于IE邸802. 1Qav标准中。 AVB支持两种时间敏感流量类型，即：SR_A时间敏感流量和SR_B时间敏感流量， SR_A优先级高于SR_B。81?_4和51?_8通过带宽预留（StreamReservation)实现实时传输 保障，并采用信用量机制实现流量整形。具体来说：对于SR_A或者SR_B，如果其所对应的信 用量大于或者等于0时，并且没有高优先级包准备好待发送，则SR_A或者SR_B队列中数据 包获得发送许可。SR_A时间敏感流量的发送斜率记为sendslopesKA，SR_B时间敏感流量的 发送斜率记为sendslopesKe。SR_A时间敏感流量的恢复斜率（也称为保障带宽速率）记为 idleslopesKA，SR_B时间敏感流量的恢复斜率（也称为保障带宽速率）记为idleslopesKB。 在数据包发送时间段内，其对应的信用量按照sendslopesKA或者sendslopeSKe的斜率减 少，直到信用量小于0时发送停止；如果SR_A或者SR_B队列中有缓冲数据包，但是没有 获得发送的许可，则信用量按照idleslopesKA或者idleslopeSKe斜率一直增加；如果SR_ A或者SR_B队列中没有缓冲数据包，并且信用量小于0,则信用量按照idleslopesKA或者 idleslopesKe斜率增加到0时停止，如果信用量大于0,则信用量重置为0。 最坏延迟是衡量嵌入式网络性能的重要性能指标，一般可W采用网络演算 (化twork化1 州Ius)、轨迹法（TrajectoryApproach)、模型检查（ModelQiecking)等方法 进行最坏延迟评价。当把AVB网络放在嵌入式环境中进行应用时，比如：航空电子系统，需 要对AVB网络的实时性能进行客观评价。利用网络演算理论获取网络的最坏延迟，已经成 功应用于AFDX(Avionics化11DuplexSwitchEthernet)网络，但AVB网络信用量整形方 法与AFDX网络最小发送间隔度andwidthAllocationGap,BAG)流量整形方法迴异，在最 坏延迟评价时需要紧密结合AVB信用量整形功能进行合理评估。 在文献"R.如eck.AnalysisofEthernetAVBforAutomotive化tworkusing NetworkCalculus.InProceedingofIEEEinternationalconferenceonVehicular ElectronicsandSafetyQCVES2012).I邸E, 2012,pp. 61-67"中讨论了AVB网络SR_A和 SR_B的流量调度的最坏条件，并给出了流量对应服务曲线技术延迟的计算公式，结合Ta和 Te,可W实现对53_4和SR_B到达曲线的进一步精确化描述。
技术实现思路
为了解决在现有AVB网络中任意一节点不同优先级流量的最坏延迟计算，本专利技术 提出了一种适用于信用量整形网络的多段分组延迟最坏延迟演算方法。该方法采用了物理 带宽约束加上逻辑带宽约束的多段分组的技术手段。依据了高低优先级流量调度的最坏条 件和对应的信用量增加边界值，计算流量一次性最大发送时间；通过判断到达流量最大突 发度与一次性最大发送时间的大小关系，在物理带宽约束的基础上，增加逻辑带宽约束，实 现到达流量的多段分组曲线描述；有效提高了网络延迟计算的准确性。 本专利技术提出的，其特征 在于包括有下列步骤：[000引步骤一：计算输入端口的技术时延； 依据SR_A时间敏感流量对应的服务曲线技术延迟的时间计算任意一输入端口poKi下的SR_A时间敏感流量所对应 的服务曲线的技术时延：，i为输入端口的标识号；然后执行步骤二； 依据SR_B时间敏感流量对应的服务曲线技术延迟的时间计算任意一输入端口port;下的SR_B时间敏感流量 所对应的服务曲线的技术时延，i为输入端口的标识号；然后执行步骤二； 步骤二：获取多段曲线中的第一个转折点； 依据计算出SR_A时间敏感流量W物理链路速 率C的数据流一次性最大发送时间j；然后执行步骤=; 依据计算出SR_B时间敏感流量W物理链路速 率C的数据流一次性最大发送时间巧_^。.。,。；然后执行步骤=; 步骤=:获取物理链路约束下的转折点； 设置数据包突发度b、W及在AVB网络中消息传输的源节点Src、目的节点Dst; 对当前的数据包突发度6^^采用了前一节点的数据包突发度1^^^,^与最坏流量 延迟則一节卢.之和来重化，即6部。=6前一节,4+/?><馬。一树，：P为持续流重，1)商_节点为消息 在前一节点的最坏延迟； 依据计算SR_A时间敏感流量的单物理链路约束下 的转折点时间；然后执行步骤四；依据^计算SR_B时间敏感流量的单物理链路约束下 的转折点时间；然后执行步骤四； 步骤四：获取多段曲线成立条件；对比r邸-乂f,'。,。'与了邸_山,,。,的相对大小，得到二7^邸_乂化。。-7^邸_乂化n,; 若ATS_, >0，则表明到达的SR_A时间敏感流量的突发度较小，在W链路速率C的最大一次性发送时间范围内能够完成SR_A时间敏感流量的所有数据包的发送，记录该 分组到达曲线的最后转折点为，并跳入步骤六进行后续计算；[002引若A巧^ 4 < 0，则表明到达的SR_A时间敏感流量的突发度较大，不能在W链路速 率C的最大一次性发送时间范围内能够完成所有数据包的发送，将形成SR_A时间敏感流量 的第二段曲线，进入步骤五；对比乃邸_6，,,.。,。与A/胃的相对大小，得到 二 若, > 0，则表明到达的SR_B时间敏感流量突发度较小，在W链路速率C的 最大一次性发送时间范围内能够完成SR_B时间敏感流量所有数据包的发送，记录该分组 到达曲线的最后转折点为胃，并跳入步骤六进行后续计算判断；[002引若<O，则表明到达的SR_B时间敏感流量突发度较大，不能在W链路速率 C的最大一次性发送时间范围内能够完成所有数据包的发送，将形成SR_B时间敏感流量的 第二段曲线，进入步骤五； 步骤五：获取保障带宽速率约束下的最后转折点； SR_A时间敏感流量在保障带宽约束下形成的曲线构成SR_ A时间敏感流量第二段曲线，依据83_4时间敏感流量第二段曲线的投影关系 j=(C-i凉似％心Jx拖如雷+_M^_,计算纵轴的等效点，记为M急^;:[002引考虑SR_A时间敏感流量W保障带宽速率idleslopesKA的发送时间，依照转折点关计算SR_A时间敏感流量多段达到曲线，的第二个 转折点;然后将所述赋值给最后转折点ri岂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于信用量整形网络的多段分组最坏延迟计算方法，其特征在于包括有下列步骤：步骤一：计算输入端口的技术时延；依据SR_A时间敏感流量对应的服务曲线技术延迟的时间计算任意一输入端口porti下的SR_A时间敏感流量所对应的服务曲线的技术时延i为输入端口的标识号；然后执行步骤二；依据SR_B时间敏感流量对应的服务曲线技术延迟的时间计算任意一输入端口porti下的SR_B时间敏感流量所对应的服务曲线的技术时延i为输入端口的标识号；然后执行步骤二；步骤二：获取多段曲线中的第一个转折点；依据计算出SR_A时间敏感流量以物理链路速率C的数据流一次性最大发送时间然后执行步骤三；依据计算出SR_B时间敏感流量以物理链路速率C的数据流一次性最大发送时间然后执行步骤三；步骤三：获取物理链路约束下的转折点；设置数据包突发度b、以及在AVB网络中消息传输的源节点Src、目的节点Dst；对当前的数据包突发度b当前采用了前一节点的数据包突发度b前一节点与最坏流量延迟之和来量化，即ρ为持续流量，为消息在前一节点的最坏延迟；依据计算SR_A时间敏感流量的单物理链路约束下的转折点时间；然后执行步骤四；依据计算SR_B时间敏感流量的单物理链路约束下的转折点时间；然后执行步骤四；步骤四：获取多段曲线成立条件；对比与的相对大小，得到ΔTSR-AC=TSR-A,transC-TSR-A,turnC;]]>若则表明到达的SR_A时间敏感流量的突发度较小，在以链路速率C的最大一次性发送时间范围内能够完成SR_A时间敏感流量的所有数据包的发送，记录该分组到达曲线的最后转折点为并跳入步骤六进行后续计算；若则表明到达的SR_A时间敏感流量的突发度较大，不能在以链路速率C的最大一次性发送时间范围内能够完成所有数据包的发送，将形成SR_A时间敏感流量的第二段曲线，进入步骤五；对比与的相对大小，得到ΔTSR-BC=TSR-B,transC-TSR-B,turnC;]]>若则表明到达的SR_B时间敏感流量突发度较小，在以链路速率C的最大一次性发送时间范围内能够完成SR_B时间敏感流量所有数据包的发送，记录该分组到达曲线的最后转折点为并跳入步骤六进行后续计算判断；若则表明到达的SR_B时间敏感流量突发度较大，不能在以链路速率C的最大一次性发送时间范围内能够完成所有数据包的发送，将形成SR_B时间敏感流量的第二段曲线，进入步骤五；步骤五：获取保障带宽速率约束下的最后转折点；SR_A时间敏感流量在保障带宽约束下形成的曲线构成SR_A时间敏感流量第二段曲线，依据SR_A时间敏感流量第二段曲线的投影关系计算纵轴的等效点，记为考虑SR_A时间敏感流量以保障带宽速率idleslopeSR‑A的发送时间，依照转折点关系计算SR_A时间敏感流量多段达到曲线，的第二个转折点然后将所述赋值给最后转折点执行步骤六；SR_B时间敏感流量在保障带宽约束下形成的曲线构成SR_B时间敏感流量第二段曲线，依据SR_B时间敏感流量第二段曲线的投影关系计算纵轴的等效点，记为考虑SR_B时间敏感流量以保障带宽速率idleslopeSR‑B的发送时间，依照转折点关系计算SR_B时间敏感流量多段达到曲线的第二个转折点然后将所述赋值给最后转折点执行步骤六；步骤六：竞争输出流量遍历；检查竞争输出流量所对应的输入端口porti是否遍历完毕，如果遍历完毕，获取出最大转折点和所述也是SR_A时间敏感流量的最坏延迟时间点，并依据流量分组关系计算SR_A时间敏感流量的累积比特流，执行步骤七；所述也是SR_B时间敏感流量的最坏延迟时间点，并依据流量分组关系计算SR_B时间敏感流量的累积比特流，执行步骤七；如果遍历未完毕，则跳转至步骤一，重新计算下一输入端口下porti+1的SR流量所对应的服务曲线的技术时延；步骤七：获取输出端口的最坏延迟；由于分组流量的竞争输出，依据DSR-AWC=BSR-A,turnmaxidleslopeSR-A-TSR-A,turnmax+TSR-A]]>计算输出端口的SR_A流量的最坏延迟对于SR_A时间敏感流量的下一级输出，本级的最坏延迟构成下一级数据包突发度计算过程中的前一节点的最坏延迟，即由于分组流量的竞争输出，依据DSR-BWC=BSR-B,turnmaxidleslopeSR-B-TSR-B,turnmax+TSR-B]]>计算输出端口的SR_B流量的最坏延迟对于SR_B时间敏感流量的下一级输出，本级的最坏延迟构成下一级数据包突发度计算过程中的前一节点的最坏延迟。即...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谷晓燕，
申请(专利权)人：北京信息科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11