【技术实现步骤摘要】
一种基于差异化QoS需求的工控网络流量调度方法
[0001]本专利技术属于工业控制系统中工控网络流量调度
，具体涉及一种基于差异化QoS需求的工控网络流量调度方法。
技术介绍
[0002]随着互联网技术的日趋成熟和“工业4.0”的提出，互联网和工业生产正进行紧密融合。工业控制系统是工业生产中的重要组成部分，其中，工控网络流量是反馈工业控制系统运行状态的重要因素。工控网络流量的合理调度可以使工业控制系统资源得到充分利用，也可以预测异常流量保证网络安全，因此，工控网络流量调度是工业控制系统中一个重要的研究方向。
[0003]现如今，随着工业控制系统的规模不断增大，工控网络流量种类变得错综复杂，对QoS参数也呈现差异化趋势，传统的流量调度方法很多遵循先来先调度原则，出现调度效率下降，实时性下降，成本增高等不利影响。
[0004]随着群智能算法和深度学习方法逐渐运用在流量调度
，解决了调度效率下降，实时性下降等不利影响，通过智能寻找最优解方法就可以实现最优路径调度，但是还是会导致吞吐量下降，网络拥塞，时延...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于差异化QoS需求的工控网络流量调度方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、采集工控网络流量：工业控制系统采集所有工控网络流量，并看作一个流量集合F
t
_list＝{F1,F2,F3…
F
k
}，其中，F1是第1条流量，F2是第2条流量，F3是第3条流量，F
k
指第k条流量；步骤S2、分析工控网络流量与QoS参数的映射关系；步骤S3、获取截取区间：通过比较区间和区间的倾合度，获取截取区间，记为[W
‑
,W
+
]；步骤S4、提取最优差异化QoS参数：使用最优差异化QoS参数提取方法在所述截取区间[W
‑
,W
+
]上提取每条流量的最优差异化QoS参数；步骤S5、计算工控网络中链路可预留带宽：使用动态带宽预留方法计算工控网络中链路可预留带宽；步骤S6、构建适应度函数得到最优路径：以粒子群算法为基础，将工控网络流量看作粒子，初始粒子位置与速度，根据工控网络流量的最优差异化QoS参数和链路可预留带宽构建适应度函数，根据适应度函数更新粒子位置与速度，设置粒子位置与速度为迭代更新的结束判定条件，若符合判定条件，则输出最优解，即最优路径，否则继续执行适应度函数计算。2.根据权利要求1所述的基于差异化QoS需求的工控网络流量调度方法，其特征在于，所述步骤S3中，区间和区间表示为：表示为：表示为：表示为：其中，分别为工控网络流量的QoS需求波动区间和工控网络的QoS资源波动区间，Q
is
的含义是第i个流量的第s个QoS参数，表示第i个工控网络流量的第s个QoS需求的平均值，表示第i个工控网络流量的第s个QoS需求的方差；q
is
是指第i个工控网络流量映射工控网络第s个QoS资源，表示第i个工控网络流量映射工控网络第s个QoS资源的平均值，表示第i个工控网络流量映射工控网络第s个QoS资源的方差，n指的是当前流量所需的QoS参数总和。3.根据权利要求1所述的基于差异化QoS需求的工控网络流量调度方法，其特征在于，所述步骤S3中，获取截取区间的过程为：比较两个区间的倾合度，若两个区间相离，则无法确定截取区间，需放入等待队列；若两个区间重合，则会出现以下情况：如果包含选取作为截取区间；如果包含选取
作为截取区间；如果左包含使用作为截取区间；如果右包含使用作为截取区间，记截取区间为[W
‑
,W
+
]。4.根据权利要求1所述的基于差异化QoS需求的工控网络流量调度方法，其特征在于，所述步骤S4中，基于截取区间[W
‑
,W
+
]对工控网络流量提取最优差异化QoS参数的过程为：步骤S4.1、在截取区间[W
‑
,W
+
]上选取正向解X，与工控网络初始最优解S比较；步骤S4.2、若X等于S，则X为最优QoS解；步骤S4.3、若X不等于S，则计算截取区间[W
‑
,W
+
]中点和正向解的反向数比较与X到S的距离，选取距离最短的区间作为新截取区间，区间新端点为中点M和W
′
‑
或W
′
+
，迭代此过程，直至X、与S重合，则X为最优QoS解。5.根据权利要求4所述的基于差异化QoS需求的工控网络流量调度方法，其特征在于，所述正向解的反向数和获取新端点计算公式分别为：M＝(W
‑
+W
+
)/26.根据权利要求1所述的基于差异化QoS需求的工控网络流...
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