时间触发调度方法、节点、电子设备和存储介质技术

本发明专利技术提供了一种时间触发调度方法、节点、电子设备和存储介质，该方法包括：获取预设的业务流集合中每个业务流的特性、业务流的路径和业务流的路径上每个预设的节点的特性；根据业务流的路径构建有向图；根据有向图、业务流的特性和节点的特性，确定业务流的紧急程度；根据有向图和业务流的紧急程度确定业务流的发送时间；将发送时间发送至节点。根据本发明专利技术实施例提供的方案，能够通过业务流的路径构建有向图，进而确定出业务流的紧急程度，相对于指数时间复杂度的可满足性求解器求解方法，通过有向图和业务流的紧急程度确定业务流的发送时间，能够降低时间复杂度，有效加快业务流的调度，而且能够精准调控业务流的发送时间。间。间。

【技术实现步骤摘要】
时间触发调度方法、节点、电子设备和存储介质


[0001]本专利技术涉及但不限于通信
，尤其涉及一种时间触发调度方法、节点、电子设备和存储介质。

技术介绍

[0002]时间敏感网络(Time
‑
Sensitive Networking，TSN)由IEEE 802.1 TSN国际组织提出并标准化，受到工业界、学术界以及众多国际组织(包括IEC、IETF、3GPP等)的广泛支持和认可，有望打破信息网络(Information Technology，IT)与控制网络(Operational Technology，OT)的壁垒，实现IT与OT的融合，具有广泛的应用前景。TSN引入时间触发的传输机制并标准化为802.1Qbv，支持时敏业务流在精准的时间点上进行发送。由于时敏业务流沿路由在每台设备中的发送时间点都是确定的，于是时敏业务流的端到端时延也是确定的。时间触发的调度就是调度每条业务流在设备中的发送时间点，与网络拓扑、路由、业务流端到端时延需求等因素相关，是典型的非决定性多项式集合(Non
‑
deterministic Polynomial，NP)完全问题。
[0003]目前，解决时间触发调度问题的典型思路是构建端到端时延、业务流间无冲突、缓存限制等约束，然后通过可满足性求解器进行求解，这种调度方式虽然能遍历整个调度空间给出是否可调度的结论，但是调度时间呈指数增长，无法适应时敏业务的动态变化或者动态配置或者对调度时间有严格要求的应用场景；另外，可满足性求解器在相同输入的情况下，每次调度都可能出现不同的可行解，无法精准调控每条业务流的发送时间，以获得高质量的调度结果。

技术实现思路

[0004]以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
[0005]本专利技术实施例提供了一种时间触发调度方法、节点、电子设备和存储介质，能够有效加快业务流的调度和能够精准调控业务流的发送时间。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种时间触发调度方法，应用于中心控制器，所述方法包括：获取预设的业务流集合中每个业务流的特性、所述业务流的路径和所述业务流的路径上每个预设的节点的特性；根据所述业务流的路径构建有向图，其中，所述有向图的顶点由所述业务流的路径上相邻两个所述节点而确定；根据所述有向图、所述业务流的特性和所述节点的特性，确定所述业务流的紧急程度；根据所述有向图和所述业务流的紧急程度确定所述业务流的发送时间；将所述发送时间发送至所述节点，以使所述节点按照所述发送时间传输所述业务流集合中对应的业务流。
[0007]在一些实施例中，所述根据所述有向图、所述业务流的特性和所述节点的特性，确定所述业务流的紧急程度，包括：基于所述有向图，确定所述有向图中每个顶点对应的所述业务流、当前节点和后序节点，其中，所述当前节点为所述业务流的路径上相邻两个所述节
点中的前一个，所述后序节点为所述业务流的路径上相邻两个所述节点中的后一个；根据所述有向图、所述业务流的特性和所述节点的特性，确定所述业务流的端到端时延；根据所述当前节点、所述后序节点和所述节点的特性，确定所述业务流的最小转发时延；根据所述有向图和所述业务流的特性，确定所述当前节点对应的所述业务流的累积传输时延；根据所述有向图和所述最小转发时延，确定所述当前节点对应的所述业务流的最小传输时延；根据所述业务流的端到端时延、所述业务流的最小转发时延、所述业务流的累积传输时延和所述业务流的最小传输时延，确定业务流的紧急程度。
[0008]在一些实施例中，所述根据所述有向图和所述业务流的紧急程度确定所述业务流的发送时间，包括：对所述有向图进行拓扑排序，得到第一拓扑序列；当确定第一拓扑序列的序列点的数量小于所述有向图的顶点的数量，根据所述第一拓扑序列和所述有向图确定剩余有向图；将所述剩余有向图中各个顶点对应的业务流中紧急程度最低的业务流作为去环业务流；根据所述去环业务流和所述剩余有向图确定去环有向图；对所述去环有向图进行拓扑排序，得到第二拓扑序列；基于所述业务流的特性和所述节点的特性，根据所述第一拓扑序列、所述第二拓扑序列和所述去环业务流确定所述业务流的发送时间。
[0009]在一些实施例中，所述基于所述业务流的特性和所述节点的特性，根据所述第一拓扑序列、所述第二拓扑序列和所述去环业务流确定所述业务流的发送时间，包括：根据所述第一拓扑序列、所述第二拓扑序列和所述去环业务流确定总拓扑序列；按照所述总拓扑序列的顺序遍历所述总拓扑序列中每个序列点，对所述序列点对应的业务流进行调度处理，以确定所述业务流的发送时间。
[0010]在一些实施例中，所述按照所述总拓扑序列的顺序遍历所述总拓扑序列中每个序列点，对所述序列点对应的业务流进行调度处理，以确定所述业务流的发送时间，包括：基于所述有向图，从业务流集合中确定冲突业务流和非冲突业务流，其中，所述冲突业务流为所述有向图中入度大于一的顶点所对应的业务流，所述非冲突业务流为业务流集合中除所述冲突业务流之外的业务流；按照所述总拓扑序列的顺序遍历所述总拓扑序列中每个序列点，当确定所述总拓扑序列中的序列点对应的业务流为冲突业务流，基于所述业务流的紧急程度、所述有向图、所述业务流的特性和所述节点的特性，确定所述冲突业务流的发送时间；以及，当确定所述总拓扑序列中的序列点对应的业务流为非冲突业务流，将所述非冲突业务流的发送时间设置为预设的初始值。
[0011]在一些实施例中，所述基于所述业务流的紧急程度、所述有向图、所述业务流的特性和所述节点的特性，确定所述冲突业务流的发送时间，包括：基于所述业务流的紧急程度，对所述冲突业务流进行排序；根据所述冲突业务流、所述有向图和所述业务流的特性，确定所述冲突业务流对应的每个所述节点中所述冲突业务流的累积传输时延；根据所述冲突业务流、所述有向图和所述节点的特性，确定所述冲突业务流对应的每个所述节点中所述冲突业务流的最小转发时延；根据所述冲突业务流的累积传输时延和所述冲突业务流的最小转发时延，确定所述冲突业务流对应的每个所述节点中所述冲突业务流的初始发送时间；根据所述业务流的特性和所述节点的特性，确定时间窗口；基于所述冲突业务流的排序，根据所述冲突业务流的初始发送时间和所述时间窗口，确定所述冲突业务流的发送时间。
[0012]在一些实施例中，所述对所述有向图进行拓扑排序，得到第一拓扑序列的步骤之
后，还包括：当确定第一拓扑序列的序列点的数量等于所述有向图的顶点的数量，基于所述业务流的特性和所述节点的特性，根据所述第一拓扑序列确定所述业务流的发送时间。
[0013]在一些实施例中，所述获取预设的业务流集合中每个业务流的特性、所述业务流的路径和所述业务流的路径上每个预设的节点的特性的步骤之后，还包括：获取用户设定的时间槽；基于所述时间槽，对所述业务流的特性和所述节点的特性进行初始化，其中，所述业务流的特性至少包括业务流的周期、报文长度和端到端时延，所述节点的特性至少包括所述节点中所述业务流的最小转发时延，所述初始化用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种时间触发调度方法，应用于中心控制器，所述方法包括：获取预设的业务流集合中每个业务流的特性、所述业务流的路径和所述业务流的路径上每个预设的节点的特性；根据所述业务流的路径构建有向图，其中，所述有向图的顶点由所述业务流的路径上相邻两个所述节点而确定；根据所述有向图、所述业务流的特性和所述节点的特性，确定所述业务流的紧急程度；根据所述有向图和所述业务流的紧急程度确定所述业务流的发送时间；将所述发送时间发送至所述节点，以使所述节点按照所述发送时间传输所述业务流集合中对应的业务流。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述有向图、所述业务流的特性和所述节点的特性，确定所述业务流的紧急程度，包括：基于所述有向图，确定所述有向图中每个顶点对应的所述业务流、当前节点和后序节点，其中，所述当前节点为所述业务流的路径上相邻两个所述节点中的前一个，所述后序节点为所述业务流的路径上相邻两个所述节点中的后一个；根据所述有向图、所述业务流的特性和所述节点的特性，确定所述业务流的端到端时延；根据所述当前节点、所述后序节点和所述节点的特性，确定所述业务流的最小转发时延；根据所述有向图和所述业务流的特性，确定所述当前节点对应的所述业务流的累积传输时延；根据所述有向图和所述最小转发时延，确定所述当前节点对应的所述业务流的最小传输时延；根据所述业务流的端到端时延、所述业务流的最小转发时延、所述业务流的累积传输时延和所述业务流的最小传输时延，确定业务流的紧急程度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述有向图和所述业务流的紧急程度确定所述业务流的发送时间，包括：对所述有向图进行拓扑排序，得到第一拓扑序列；当确定第一拓扑序列的序列点的数量小于所述有向图的顶点的数量，根据所述第一拓扑序列和所述有向图确定剩余有向图；将所述剩余有向图中各个顶点对应的业务流中紧急程度最低的业务流作为去环业务流；根据所述去环业务流和所述剩余有向图确定去环有向图；对所述去环有向图进行拓扑排序，得到第二拓扑序列；基于所述业务流的特性和所述节点的特性，根据所述第一拓扑序列、所述第二拓扑序列和所述去环业务流确定所述业务流的发送时间。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述业务流的特性和所述节点的特性，根据所述第一拓扑序列、所述第二拓扑序列和所述去环业务流确定所述业务流的发送时间，包括：根据所述第一拓扑序列、所述第二拓扑序列和所述去环业务流确定总拓扑序列；
按照所述总拓扑序列的顺序遍历所述总拓扑序列中每个序列点，对所述序列点对应的业务流进行调度处理，以确定所述业务流的发送时间。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述按照所述总拓扑序列的顺序遍历所述总拓扑序列中每个序列点，对所述序列点对应的业务流进行调度处理，以确定所述业务流的发送时间，包括：基于所述有向图，从业务流集合中确定冲突业务流和非冲突业务流，其中，所述冲突业务流为所述有向图中入度大于一的顶点所对应的业务流，所述非冲突业务流为业务流集合中除所述冲突业务流之外的业务流；按照所述总拓扑序列的顺序遍历所述总拓扑序列中每个序列点，当确定所述总拓扑序列中的序列点对应的业务流为冲突业务流，基于所述业务流的紧急程度、所述有向图、所述业务流的特性和所述节点的特性，确定所述冲突业务流的发送时间；以及，当确定所述总拓扑序列中的序列点对应的业务流为非冲突业务流，将所述非冲突业务流的发送时间设置为预设...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻敬海，李宗辉，段威，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：