一种时间敏感网络流量整形方法技术

本发明专利技术涉及一种时间敏感网络流量整形方法，属于时间敏感网络领域，包括S1：在CQF机制的基础上额外增加一个BE队列；S2：在入队口以是否为时敏流量为标准，对时敏流量和BE流量进行区分；S3：然后将BE流量在出端口插入到奇偶队列的剩余时隙部分进行传输；S4：最后通过条件约束以模拟退火的启发式算法的思想进行优化求解，得到对应的调度策略，完成混合时敏流量和BE流量的整形和调度。本方法能明显提高时间敏感网络的带宽利用率并且减小最坏端到端时延。时延。时延。

【技术实现步骤摘要】
一种时间敏感网络流量整形方法


[0001]本专利技术属于时间敏感网络领域，涉及一种时间敏感网络流量整形方法。

技术介绍

[0002]时间敏感网络(Time
‑
Sensitive Networking,TSN)是IEEE 802.1工作组中的一个子任务组，技术成立于2012年。TSN前身为2005年成立的AVB(Audio Video Bridging，音视频桥接)工作组，主要解决音视频的实时传输问题。时间敏感网络(TSN)随着工业4.0的发展而不断发展，以实现IEEE 802网络中的确定性以太网通信。TSN应用广泛，例如音频视频桥接(AVB)、汽车、航空航天、工业自动化等。TSN通过时间同步、确定性流调度、可靠冗余等功能增强，实现关键流性能保证的同时，共网传输普通流。
[0003]TSN流量整形机制是十分关键的一个部分，是实现性能保证的关键之一。目前TSN的同步整形方法有两种，一种是IEEE 802.1Qbv标准推荐的TAS(Time
‑
Aware Shaper)，另一种是IEEE 802.1Qch标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种时间敏感网络流量整形方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：在CQF机制的基础上额外增加一个BE队列；S2：在入队口以是否为时敏流量为标准，对时敏流量和BE流量进行区分；S3：然后将BE流量在出端口插入到奇偶队列的剩余时隙部分进行传输；S4：最后通过条件约束以模拟退火的启发式算法的思想进行优化求解，得到对应的调度策略，完成混合时敏流量和BE流量的整形和调度。2.根据权利要求1所述的时间敏感网络流量整形方法，其特征在于：步骤S2中，通过协调器判断流量是否为周期流量，若是周期流量就根据到达时间戳的奇偶放入奇队列或者偶队列；若是非周期的流量就将其放入BE流量队列。3.根据权利要求1所述的时间敏感网络流量整形方法，其特征在于：步骤S3中，通过时隙感知循环排队转发TSA
‑
CQF算法将BE流量插入到奇偶队列的剩余时隙进行传输。：4.根据权利要求3所述的时间敏感网络流量整形方法，其特征在于：所述TSA
‑
CQF算法的建模步骤如下：将网络建模为一个有向图G(V，E)，其中交换机节点和终端节点是图顶点V的集合，节点之间的连接通过图边表示；将TSA
‑
CQF算法抽象为一个多条件约束优化问题，优化的目标为所有进行调度的流量的最小端到端最坏时延之和；通过对调度的条件进行约束，然后对约束方程进行求解，得到最终的调度结果；优化的目标函数为所有进行调度的流量的最小端到端最坏时延之和，如公式(1)所示：minimize:subject to:X∈Ω其中x
n
表示进行调度的流，n表示当前流量的序号，m表示所调度的流的数目，X表示当前约束条件，De表示最坏端到端时延，Ω代表所有约束条件；端到端最坏时延限制指定流的到达时间和发送时间之间的差小于或等于指定的最大值；端到端的最坏时延约束如公式(2)所示：其中，表示流的集合，mt表示当前的单个帧，表示流从初始节点到终点节点的帧映射到时钟上的偏移量，T
si
表示流s
i
的最坏端到端时延，last代表最后一帧，src(s
i
)表示流的发送链路，dest(s
i
)表示接收节点之前的最后一个链路，表示流S
i
和帧f
i
从起始节点到终点节点的偏移量，表示流S
i
和帧f
i
从起始节点到终点节点映射在时钟上的传输大小的集合；网络中调度的任何帧的帧偏移必须大于或等于0，而且整个传输窗口(偏移量加上帧传输时间)必须符合帧周期，帧的起始时间约束如公式(3)下所示：(f
[a，b]
·
φ≥0)∧(f
[a，b]
·
φ+f
...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡岳平，任志文，胡绍柳，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：