【技术实现步骤摘要】
一种提高时间敏感网络数据传输可靠性的方法
[0001]本专利技术属于工业互联网领域，涉及一种提高时间敏感网络数据传输可靠性的方法。
技术介绍
[0002]时间敏感网络(TSN)是IEEE802.1工作组制定的一系列标准集合，通过扩展了传统以太网的功能，以支持工业以太网，车载网络，自动驾驶汽车等场合对数据的传输质量需求，提供高可靠与确定有界低时延传输服务。基于标准以太网的TSN通过增强时间同步(IEEE802.1ASrev)、确定性流调度(IEEE802.1Qbv)、高可靠无缝冗余(IEEE802.1CB)、路径控制和预留(IEEE802.1Qca)等一系列扩展性协议和标准，使得“关键”任务类别数据能够得到QoS保证，TSN支持时间敏感流量和尽力而为流量的共网传输，确保时间敏感流传输的确定性和低时延，低丢包率。同时这些增强的功能和普适性也使得TSN成为未来工业自动化系统、车载通信、智能电网等垂直行业应用的核心网络技术之一。
[0003]TSN任务组开发的IEEE802.1CB帧复制与消除(FRER)是TSN中容忍链路故...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种提高时间敏感网络数据传输可靠性的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：根据网络拓扑源节点s和目的节点d，确定其网络视图；S2：构建帧复制与消除中路径选择和数据转发网络架构；S3：使用基于可靠性为代价的Dijkstra算法获取网络拓扑源节点s到目的节点d的不相交路径集C和节点相交路径集D；S4：根据数据冗余级别N需求，优先从路径集C中按照路径可靠性权值依次选取路径添加到冗余路径集P
N
中，当C的路径元素数量K不足时N时，将节点相交路径集D的路径元素添加到冗余路径集P
N
中；S5：对于不同的冗余级别N，组合D中N
‑
K个路径元素到冗余路径集P中，共产生的组合数量为C
JN
‑
K
个，其中J为D中路径元素数量；分别计算出相应的冗余路径选取指标Qr，并选择Qr最大的一组冗余路径P
N
＝{p1,p2,...,p
N
}，作为关键流量的冗余传输路径；S6：对于M
DC
不为空的情况，根据相交节点之后的剩余路径r
vi
(d
j
,C)可靠性Ri来调度流量，根据相交节点后的剩余路径可靠性计算模型计算剩余路径可靠性指标Ri；S7：根据剩余路径可靠性指标Ri，计算相交节点之后端口数据帧调度到不同路径的调度比例S
d
；S8：调度器从调度队列获取准备发送的数据帧，首先将数据帧按调度比例S
d
调度到可靠性Ri最高的链路上，其次将数据帧按比例S
d
调度到其它的剩余路径上。2.根据权利要求1所述的提高时间敏感网络数据传输可靠性的方法，其特征在于：步骤S1中，控制平面运行中间系统到中间系统IS
‑
IS协议，通过网络泛洪拓扑信息，使网络中的每个桥都获取到一个网络视图内的全局拓扑视图，并建立网络拓扑数据库，用于网络发现，以正确配置帧复制与消除用于多路径的通信。3.根据权利要求1所述的提高时间敏感网络数据传输可靠性的方法，其特征在于：步骤S2中所述构建帧复制与消除中路径选择和数据转发网络架构，具体包括：控制平面：部署IS
‑
IS协议，用于网络发现；最短路径桥接SPB：基于网络拓扑数据库进行链路层的路由，使用基于链路可靠性为代价Dijkstra算法，从网络拓扑数据库中获取源节点s到目的节点d的最短路径SP(s,d)，并在每个桥中生成路径预留表，从而指导数据帧的转发；数据平面：对进入中间节点的副本数据进行解码和消除，对来自上层的数据进行编码和复制，发送到冗余传输路径上。4.根据权利要求1所述的提高时间敏感网络数据传输可靠性的方法，其特征在于：步骤S3所述使用基于可靠性为代价的Dijkstra算法获取网络拓扑源节点s到目的节点d的不相交路径集C和节点相交路径集D，具体包括以下步骤：首先计算获取不相交路径集C，在G(V,E)中为每条链路赋可靠性权值，设C＝φ，从网络拓扑数据库中获取源节点s到目的节点d的最短路径SP1(s,d)，将SP1(s,d)加入到路径集C中，从G(V,E)中删除属于最短路径SP1(s,d)的节点和链路；然后从剩余的节点和链路中使用...
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