【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空电子系统上的tsn网络，更具体来说，是指一种面向tsn网络cbs流控机制基于解析的最小带宽配置方法。
技术介绍
1、机载网络用于实现航空电子系统上的各个设备的连通，是航空电子系统的重要组成部分。机载网络对数据传输的容量、实时性和可靠性等方面提出了更高的需求。时间敏感网络(time-sensitive networking，tsn)作为当前“准时、准确”的端到端传输候选协议，已经引起了航空业界的广泛关注。在tsn协议簇中，基于信用量整形(credit based shaper，cbs)机制的最小带宽预留配置问题是保证tsn网络确定性传输的核心，然而，如何高效快速地确定网络关键配置参数，以满足时间关键性流量的延迟边界保障需求，仍然是一个开放性的问题。
2、基于信用的整形技术cbs(credit-based shaper)，最初是用于以太网实时传输音视频信号期间信息流的缓冲，解决突发的多媒体数据流导致的缓冲拥堵造成的丢包。
3、在协议识别标签(tag protocol identifier)为0x8100，标识以太网支持802.1q标签，可以提供vlan和qos服务；3位pcp(priority code point)码定义了8个优先级：0级最低，用于传统的尽力传输的流量；7级最高，可用于关键路由或网管功能(流量类型等级划分参考2022年1月第39卷第1期《微电子学与计算机》公开的“时间敏感网络流量整形技术综述”，作者：张磊，王盼盼)。tsn网络会通过优先级来区分网络流量的重要程度，并根据不同
4、现代实时网络和实时嵌入式系统等系统内的数据交换类型日益复杂、数据量迅速增长，因而面向具有实时通信需求的通信平台的内部设计变得越来越复杂。下一代以太网技术时间敏感网络不但具备高传输带宽、高兼容性的特点，还支持低延迟、低抖动的确定性传输特点的实时通信。然而，保证tsn网络实时通信的前提与保障在于基于其子协议的网络合理配置，现有大量的传统配置方法主要通过配置优化结合实时性能评估反馈，以保证实时性系统网络的可调度性能需求。然而这种基于实时性能后验的配置方法需要分析整个tsn网络搜索空间的所有配置方案，因而非常耗时。
5、目前，cbs技术尽管结合预留协议(srp，ieee 802.1 qat)可以为流量灵活地提供所需的最大带宽，然而采用方法仅提供避免流量过载的最低要求，而无法保证实时性能需求。带宽分配一直以来都是航空电子系统上实时通信设计的关键所在，预留带宽过剩会导致系统资源的浪费，但是预留带宽过少又会导致系统的实时性能下降甚至造成系统崩溃。
技术实现思路
1、为了解决航空电子系统上面向tsn网络中cbs带宽预留配置存在的实时性保障缺失与配置复杂度较高的技术问题，本专利技术提出了一种面向tsn网络cbs流控机制基于解析的最小带宽配置方法。首先对cbs的流控机制进行了改进；然后应用改进的cbs进行不同优先级的流量类型的最小预留带宽配置；最后在延迟保障前提下，对交换机上各个节点端口进行流量调度，从而实现航空电子系统在较低网络资源下达到实时稳定数据流传输。
2、本专利技术的目的之一是提出一种改进的cbs流控机制。cbs流控机制的带宽分配改进的技术方案为：
3、在本专利技术中，航空电子系统中设备的任意一节点端口上的服务曲线记为：
4、
5、表示在传输时间t里节点端口h上第i优先级数据流的服务曲线。
6、t表示数据流的传输时间。
7、表示服务曲线的斜率，即端口预留带宽。
8、表示第i优先级数据流的信用值上界。
9、在本专利技术中，网络流量在源终端以及交换机节点上的流量延迟记为：
10、
11、h表示任意一节点端口。
12、η表示任意一参考端口。
13、i表示流量类型的任意一优先级。
14、f表示任意一数据流。
15、f表示数据流的总条数。
16、表示节点端口h上第i优先级数据流的流量传输延迟。
17、表示参考端口η上第i优先级数据流的流量传输延迟。
18、表示对应的源终端上传输数据流f的流量速率。
19、表示在参考端口η对应的源终端上所有第i优先级数据流的流量速率之和。
20、表示当前端口h对应的源终端上所有第i优先级数据流的流量速率之和。
21、表示对应的源终端上传输数据流f的流量突发度。
22、表示在参考端口η对应的源终端上所有第i优先级数据流的流量突发度之和。
23、表示在当前端口h对应的源终端上所有第i优先级数据流的流量突发度之和。
24、表示在传输数据流f的路径上，且在到达节点端口h之前数据流f所经过的所有端口，简称为流经的所有端口。
25、表示流经的所有端口的流量延迟之和，简称为流经端口－流量延迟之和。
26、在本专利技术中，无整形约束下最高优先级i＝1的数据流的最小端口预留带宽记为：
27、
28、表示节点端口h上最高优先级的所有数据流的服务曲线的斜率。
29、c表示物理链路速率。
30、表示在节点端口h上最高优先级的所有数据流的流量突发度之和。
31、表示节点端口h上最高优先级的数据流的最大流量传输延迟。
32、表示在节点端口h上所有低优先级k的数据流的采样流量的最大帧。
33、在本专利技术中，无整形约束下第i＝2优先级数据流的最小端口预留带宽记为：
34、
35、表示节点端口h上第i＝2优先级所有数据流的服务曲线的斜率。
36、表示在节点端口h上第i＝2优先级所有数据流的流量突发度之和。
37、表示节点端口h上第i＝2优先级数据流的最大流量传输延迟。
38、c表示物理链路速率。
39、表示节点端口h上高优先级j的所有数据流的服务曲线的斜率。
40、表示在节点端口h上所有高优先级j的数据流的服务曲线斜率之和。
41、表示节点端口h上高优先级j数据流的流量最大帧。
42、表示在节点端口h上所有低优先级k的数据流的采样流量的最大帧。
43、同理在无整形约束下i＝3、i＝4、i＝5、i＝6、i＝7与公式(4)相同方法处理。
44、在本专利技术中，有整形约束下最高优先级i＝1的数据流的最小端口预留带宽记为：
45、
46、表示节点端口h上最高优先级i＝1的所有数据流的服务曲线的斜率。
47、表示在节点端口h上最高优先级i＝1的拐点坐标。
48、表示节点端口h上最高优先级i＝1的数据流的最大流量传输延迟。
49、表示在节点端口h上所有低优先级k的数据流的采样流量的最大帧。
50、c表示物理链本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种面向TSN网络CBS流控机制基于解析的最小带宽配置方法，其特征在于对CBS流控机制的带宽分配改进为：
2.根据权利要求1所述的面向TSN网络CBS流控机制基于解析的最小带宽配置方法，其特征在于包括有下列步骤：
3.根据权利要求1或2所述的面向TSN网络CBS流控机制基于解析的最小带宽配置方法，其特征在于：流量类型有8种，且流量类型的优先级等级从高至低排序。
【技术特征摘要】
1.一种面向tsn网络cbs流控机制基于解析的最小带宽配置方法，其特征在于对cbs流控机制的带宽分配改进为：
2.根据权利要求1所述的面向tsn网络cbs流控机制基于解析的最小带宽配置...
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