一种对时敏业务流和路由联合调度的规划方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种对时敏业务流和路由联合调度的规划方法及装置，该方法包括：获取时敏业务流、网络拓扑信息和网络状态信息；根据时敏业务流提取业务流特征；建立业务流特征和网络资源之间的映射关系；构建多目标约束优化问题；根据构建的多目标约束优化问题，采用预设优化算法求解，得到规划结果。通过实施本发明专利技术，获取时敏业务流、网络拓扑信息以及网络状态信息，提取时敏业务流的特征信息，并根据网络资源及资源映射关系，建立模型及设计算法求解，从而得到不同业务流的规划结果。解决了网络中对时敏业务流合理规划的难题，使更多业务流得到了合理的规划，增强了网络的可扩展性和在实际部署中的可行性。在实际部署中的可行性。在实际部署中的可行性。

【技术实现步骤摘要】
一种对时敏业务流和路由联合调度的规划方法及装置


[0001]本专利技术涉及工业网络
，具体涉及一种对时敏业务流和路由联合调度的规划方法及装置。

技术介绍

[0002]近年来，确定性网络受到了工业界和学术界的广泛接受和认可，以IEEE802.1工作组提出并标准化的时间敏感网络为例，它实现了实时业务流(即时敏业务流)和非实时业务流的共网传输，同时确保了实时业务流有界低时延、低抖动和高可靠性的需求，相比为实时业务流单独建立专网的方式，时间敏感网络极大的节省了工厂的运营成本和开销。
[0003]时间敏感网络工作于TCP/IP协议栈的第二层(即数据链路层)，进一步地，IEEE 802.1Qch标准为时间敏感网络中业务流数据包的转发提供了简单化的循环队列整形机制，通过将提前设定好的门控列表参数，包括调度周期、时间槽大小，队列门控规则，由控制器一次性地下发到数据平面的所有网络设备中，并在网络设备各接口的队列上按照门控列表定义的规则循环地执行门控开关操作，实现了任意两跳之间的传输时延有界可控，进而确保了端到端时延的确定性。r/>[0004]从本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对时敏业务流和路由联合调度的规划方法，其特征在于，包括：获取时敏业务流、网络拓扑信息和网络状态信息；根据所述时敏业务流提取业务流特征；建立业务流特征和网络资源之间的映射关系；根据所述业务流特征、所述网络拓扑信息、所述网络状态信息及所述映射关系，构建多目标约束优化问题；根据构建的多目标约束优化问题，采用预设优化算法求解，得到规划结果。2.根据权利要求1所述的对时敏业务流和路由联合调度的规划方法，其特征在于，所述业务流特征包括业务流的ID标识、流周期、源地址、目的地址、端到端时延需求、抖动需求、一个周期内发送数据包的数量和数据包大小；根据所述时敏业务流提取业务流特征之后，还包括：根据预设约束条件描述所述业务流的网络特征，所述网络特征包括周期特性、端到端时延特性、抖动特性、干扰容忍、丢包容忍、偏移量特性。3.根据权利要求2所述的对时敏业务流和路由联合调度的规划方法，其特征在于，建立业务流特征和网络资源之间的映射关系，包括：根据时敏业务流周期性发送数据包的特性，对应到网络中的循环队列整形机制；根据时敏业务流的时钟同步特性，对应到网络中的时钟同步机制；根据时敏业务流的端到端时延特性，对应到网络中的优先级机制、路由及转发机制、资源预留机制；根据时敏业务流的抖动特性，对应到网络中的路由及转发机制、资源预留机制；根据时敏业务流的干扰容忍特性，对应到网络中的帧抢占机制；根据时敏业务流的丢包容忍特性，对应到网络中的帧复制机制；根据时敏业务流的偏移量特性，对应到网络中的循环队列整形机制、时间片排列机制和队列管理机制。4.根据权利要求2所述的对时敏业务流和路由联合调度的规划方法，其特征在于，根据所述业务流特征、所述网络拓扑信息、所述网络状态信息及所述映射关系，构建多目标约束优化问题，包括：根据网络中被成功调度的业务流以及时间槽的利用率确定优化目标；根据网络拓扑信息和网络状态信息确定网络资源约束条件；根据所述优化目标、网络资源约束条件以及所述预设约束条件构建多目标约束优化问题。5.根据权利要求4所述的对时敏业务流和路由联合调度的规划方法，其特征在于，根据构建的多目标约束优化问题，采用预设优化算法求解，得到规划结果，包括：根据时敏业务流和网络状态信息确定多目标优化问题的常量和变量；将所述常量、变量、优化目标、网络资源约束条件以及选定部分业务流输入到可满足性模理论求解器求解，得到业务流的规划结果；根据所述选定部分业务流的规划结果以及剩余所有待规划的业务流输入预设启发式算法中求解，得到更优解。6.根据权利要求5所述的对时敏业务流和路由联合调度的规划方法，其特征在于，根据
所述选定部分业务流的规划结果以及剩余所有待规划的业务流输入预设启发式算法中求解，得到更优解，包括：根据所述选定部分业务流的规划结果确定规划成功的业务流集合和规划失败的业务流集合；根据所述规划失败的业务流集合和剩余所有待规划的业务流确定待规划的业务流集合；根据随机生成数值与预设探索率的关系确定搜索模式；根据确定的搜索模式、规划成功的业务流集合以及待规划的业务流集合寻找更优解。7.根据权利要求6所述的对时敏业务流和路由联合调度的规划方法，其特征在于，根据确定的搜索模式、规划成功的业务流集合以及待规划的业务流集合寻找更优解，包括：当随机生成数值小于预设探索率时，根据随机搜索模式随机选择规划成功的业务流集合或待规划的业务流集合，以及对应的时间槽和转发路径，采用内部切换邻域搜索策略和内外交换邻域搜索策略寻找更优解；当随机生成数值大于预设探索率时，根据基于专家经验的搜索模式，经验性选择规划成功的业务流集合或待规划的业务流集合，以及对应的时间槽和转发路径，采用内部切换邻域搜索策略和内外交换邻域搜索策略寻找更优解。8.根据权利要求2所述的对时敏业务流和路由联合调度的规划方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨冬，程宗荣，任杰，王洪超，高德云，张宏科，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：