一种面向电力业务的时间敏感网络流量调度方法技术

本发明专利技术公开了一种面向电力业务的时间敏感网络流量调度方法，基于TAS的调度方式提出K短路径算法优化路由规划，提出改进的禁忌搜索择优算法快速调求解流调度方案，给出端口门控制列表计算。在仿真调度时延中使用了小规模高连通度网络以及实际工业生成的网络拓扑两种环境，并分别设置高负载、低负载两种场景，多次测试本发明专利技术提出的两种启发式算法，进而对不同算法评估其可调度性、端到端总时延以及算法执行时间，证明了本发明专利技术提出的禁忌搜索算法能在较短的时间内进行求解,最终满足时间触发流量的确定性传输要求的能力显著强于最短路径算法,并且最小化了所有流量的总传输时延，快速求解出有效的端口门控制列表。求解出有效的端口门控制列表。求解出有效的端口门控制列表。

【技术实现步骤摘要】
一种面向电力业务的时间敏感网络流量调度方法


[0001]本专利技术涉及时间敏感网络
，具体是一种面向电力业务的时间敏感网络流量调度方法。

技术介绍

[0002]长期以来，电力通信网承载的业务类型及其差异化需求在不断增长，一些对时延高度敏感的电力业务，难以实现业务状态的实时监控和资源的弹性调度，在故障状态下也很难实现网络影响最小化的快速恢复。TSN技术的引入，满足了电力业务的差异化需求，确保业务的可靠运行和时间触发流的无冲突调度。电力业务中控制层需要能接收各个节点当前状态等信息，且需要向目标发送控制信号进行控制，应用TSN基于的互联网通信技术，可以实现在协调控制业务调度的过程中，提供高可靠和确定性的服务，保证控制流信息对时间高度敏感，使得调度任务在规定的端到端时延内完成传输、处理和响应等操作，实现调度控制中周期性控制流数据和非周期性尽力而为数据流在同一网络中的传输。
[0003]在TSN技术中，优秀的流量调度策略安排特定时间下交换机中流传输时间是其关键点之一，以保证在较短的时间内对时延高度敏感的电力业务做到实时弹性调度，满足智能电网本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向电力业务的时间敏感网络流量调度方法，包括基于Yen的K短路径算法与基于禁忌搜索的择优算法，其特征在于：包括以下步骤：S100、设定约束条件：时间触发流的流量调度问题可行解决方案，需在求解过程中满足一定的约束条件；S200、设定目标函数：包括所有时间触发流在规定的传输时延内完成传输的目标函数与最小化一次时延敏感网络流量调度中所有时间触发流总传输时延的目标函数；S300、调度算法：通过对基于KSP算法的路径生成算法与基于禁忌搜索的择优算法的不同调度，实现解决方案的步骤对应约束条件的校验。2.根据权利要求1所述的一种面向电力业务的时间敏感网络流量调度方法，其特征在于：所述S100所需要设定的约束条件包括路径约束、链路约束与传输约束，其中：路径约束：任意时间触发流的转发路由中不能不出现环路，时间触发流在进行调度时，仅能通过某一交换节点一次，则时间触发流能通过特定的链路进行路由：对有where l
ab
∈L
*
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)式中字符均基于网络拓扑环境(N
*
，F
*
)表示；N
*
表示交换机节点集合，n为N
*
内的交换机节点，a与b均为N
*
内的交换机节点n的坐标，l
ab
为从交换机节点n
a
到交换机节点n
b
的链路，F
*
表示时间触发流集合，f
iround
表示时间触发流i在一个超周期内需要传输的次数，|f
iroute
|表示时间触发流i的转发路由表的长度，|F
*
|表示时间触发流数目，L
*
为物理链路集合；链路约束：同一时间一条物理链路上只有一个时间触发流传输，即节点i通向节点j的链路上后继流的发送时间严格大于等于前一个时间触发流的发送时间加链路传播时间，对经过链路l
ab
＝(n
a
，n
b
)的流的约束：)的流的约束：式中f
i
，f
j
表示时间触发流i与时间触发流j，表示时间触发流i从交换机节点n
a
发向交换机节点n
b
的开始时间，表示时间触发流j从交换机节点n
a
发向交换机节点n
b
的开始时间，表示从交换机节点n
a
发向交换机节点n
b
的物理链路的传播时延，单位为μs；传输约束：由于以太网帧最大数据载荷为1500字节，因此过大的时间触发流需要拆分为多个以太网帧进行传输：为多个以太网帧进行传输：其中n
a
∈f
iroute
，a∈{1，2，...，|f
iroute
|
‑
1}，i∈{1，2，...，|F
*
|}；式中f
isize
表示时间触发流i的大小，表示交换机节点n
a
传输时间触发流所花费
的时间，单位为μs，f
ifrag
表示时间触发流i的分段数目。3.根据权利要求1所述的一种面向电力业务的时间敏感网络流量调...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晔，冯国礼，马润，李勃，马梦轩，张立中，闫舒怡，赵桉，李鸿儒，
申请(专利权)人：国网宁夏电力有限公司信息通信公司，
类型：发明
国别省市：