【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及计算机网络的确定性实时传输，尤其涉及一种异步终端确定性接入机制的冲突解决方法。
技术介绍
1、为了解决工业互联网中信息数据(information technology，简称it)和控制数据(operation technology，简称ot)的融合传输问题，ieee 802.1tsn group于2012年提出时间敏感网络(time-sensitive networking，简称tsn)并进行标准化，目前tsn已被学术界和工业界所广泛接受。tsn通过时间触发的传输机制(time-triggered transmission)调度数据流在传输路径上每一级交换机的发送时间点，来确保数据流的实时性和确定性传输。发送时间点的准确性依赖于时间同步的精度，因此tsn的确定性传输要求建立全网时间同步。但是在实际应用中，由于tsn交换机制造厂商与终端设备提供商不一致、设备繁多，导致全系统的维护和改造成本高，很多终端设备不支持时间同步协议802.1as和时间触发的传输机制，这些终端设备接入tsn网络后表现出异步性即所谓的终端设备的异步接入。由于终端设备没有和tsn网络时间同步，数据流到达第一台交换机时可能错过设定的发送时间点，从而只能等到下一个周期的发送时间才能发送，引起多达一个周期的时延抖动，严重损坏tsn传输的确定性。
2、在专利技术专利《一种异步终端的传输确定性接入方法》中提出了异步转同步机制和时延适配机制来保证异步终端接入tsn的确定性传输，如图1所示，其中的时延适配机制规定异步数据流在到达最后一级交换机的发送
3、虽然异步数据流在交换机上的发送时间点都与其他数据流不冲突，但是在原定发送时间点的基础上再保持一段时间后真正的发送时间fi.ts·rsent，就有可能与其他数据流发生冲突，导致异步数据流实际的发送时间点偏离预设值，引起抖动，并且当数据流增多时会累积多个数据流排队，发生严重拥塞。
技术实现思路
1、1.要解决的技术问题
2、本专利技术的目的是为了解决现有技术中异步终端的传输确定性接入方法在时延适配阶段发生冲突的问题，而提出的一种异步终端确定性接入机制的冲突解决方法。
3、2.技术方案
4、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
5、一种异步终端确定性接入机制的冲突解决方法，包括以下步骤：
6、步骤1：冲突解决机制：基于异步终端传输确定性接入方法，在数据流进行发送时间点的调度之后，可以得到异步数据流fi以及其他所有路由中包含链路(vn-1，vn)的数据流，记做fo的发送时间点，将其作为输入，计算得到异步数据流fi在交换机vn-1上的发送时间点与fo所有发送时间点之间的最小间隔fi.mingap；
7、异步数据流fi的抖动范围如下所示：
8、0≤fi.jitter≤fi.period-fi.mingap
9、通过此方法便可解决数据流的冲突，并将抖动控制在一定范围内；
10、步骤2：最小间隔计算：给定调度后的数据流信息，包括数据流的调度周期fs[i].period、发送时间点fs[i].offset以及传输所需要的时间c[i]，随后的计算步骤如下：对每一条数据流fs[i]进行循环操作，先将其最小间隔mingap[i]赋值为它的调度周期fs[i].period，随后将其与其他数据流fs[j]在宏周期内的所有发送时间点进行比较，每比较一条新的数据流，将当前最小间隔gap赋值为数据流fs[i]的调度周期fs[i].period；
11、设q为数据流fs[j]在宏周期内第k次发送时间点与fs[i].offset的差值，当q大于等于0时，为了获得数据流fs[i]离“fs[j]在宏周期内第k次发送时间点”最近的发送周期，取q与fs[i]调度周期比值的下界记为m，则q与m倍的fs[i]调度周期的差值就是数据流fs[j]第k周期发送时与数据流fs[i]发送时间点的间隔；如果该间隔小于gap的话，则用该间隔更新gap；当遍历完fs[j]在宏周期里所有的发送时间点后，gap里记录了fs[j]与fs[i]发送时间点的最小间隔；最后，再加上最外层循环，便可以获得所有数据流的最小时间间隔。
12、优选地，所述步骤1中异步终端传输确定性接入方法具体为时延适配机制规定异步数据流在到达最后一级交换机的发送时间点后，并不是立即发送，而是保持一段时间再进行发送，这段保持的时间大小fi.ts.hold，其值由异步数据流的调度周期fi.period和前面异步转同步机制所等待时间fi.ts.wait的差值决定。
13、优选地，所述步骤1中当异步数据流fi的第s个报文在交换机vn-1的保持时间fi.ts.hold小于fi.mingap时，不会与其他数据流发生冲突，抖动大小为0。
14、优选地，所述步骤1中当保持时间fi.ts.hold大于等于fi.mingap，将可能会与其它数据流发生冲突，此时，让异步数据流fi的第s个报文只保持fi.mingap大小的时间就进行发送，计算得到抖动大小为fi.ts.hold-fi.mingap；由fi.ts.hold＝fi.period-fi.ts.wait可知，等待时间为0时，保持时间最大，最大为调度周期的大小，即maxfi.ts.hold＝fi.period，因此异步数据流fi的最大抖动为maxfi.jitter＝fi.period-fi.mingap。
15、优选地，所述步骤2中最小间隔计算具体为以下步骤：
16、输入：数据流集合flow fs[n]，数据流传输所需时间集合intc[n]
17、输出：数据流最小间隔集合int mingap[n]
18、
19、
20、优选地，所述步骤2中算法第5行中的lcm(fs)表示所有数据流调度周期的最小公倍数。
21、优选地，所述步骤2中只有当fs[j]在宏周期内的发送时间点大于fs[i].offset才进行计算，这是因为能够影响数据流保持时间大小的只有其发送时间点之后的其它数据流。
22、优选地，所述步骤2中与数据流fs[j]比较过后，算法第14行，将gap值与数据流fs[i]的传输时间c[i]做差值，再与数据流fs[i]的mingap[i]作比较，取数值小者作为数据流fs[i]新的mingap[i]，之所以要与传输时间c[i]做差值，是因为要预留出来数据流自身传输的时间。
23、优选地，所述步骤2中重复算法第4行到第16行，遍历完所有其它数据流，便可以获得数据流fs[i]发送时间点与其它数据流发送时间点的最小间隔。
24、3.有益效果
25、相比于现有技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种异步终端确定性接入机制的冲突解决方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种异步终端确定性接入机制的冲突解决方法，其特征在于，所述步骤1中异步终端传输确定性接入方法具体为时延适配机制规定异步数据流在到达最后一级交换机的发送时间点后，并不是立即发送，而是保持一段时间再进行发送，这段保持的时间大小fi.ts.hold，其值由异步数据流的调度周期fi.period和前面异步转同步机制所等待时间fi.ts.wait的差值决定。
3.根据权利要求1所述的一种异步终端确定性接入机制的冲突解决方法，其特征在于，所述步骤1中当异步数据流fi的第s个报文在交换机Vn-1的保持时间fi.ts.hold小于fi.minGap时，不会与其他数据流发生冲突，抖动大小为0。
4.根据权利要求1所述的一种异步终端确定性接入机制的冲突解决方法，其特征在于，所述步骤1中当保持时间fi.ts.hold大于等于fi.min Gap，将可能会与其它数据流发生冲突，此时，让异步数据流fi的第s个报文只保持fi.min Gap大小的时间就进行发送，计算得到抖动大
5.根据权利要求1所述的一种异步终端确定性接入机制的冲突解决方法，其特征在于，所述步骤2中最小间隔计算具体为以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种异步终端确定性接入机制的冲突解决方法，其特征在于，所述步骤2中算法第5行中的LCM(fs)表示所有数据流调度周期的最小公倍数。
7.根据权利要求5所述的一种异步终端确定性接入机制的冲突解决方法，其特征在于，所述步骤2中只有当fs[j]在宏周期内的发送时间点大于fs[i].offset才进行计算，这是因为能够影响数据流保持时间大小的只有其发送时间点之后的其它数据流。
8.根据权利要求7所述的一种异步终端确定性接入机制的冲突解决方法，其特征在于，所述步骤2中与数据流fs[j]比较过后，算法第14行，将gap值与数据流fs[i]的传输时间C[i]做差值，再与数据流fs[i]的minGap[i]作比较，取数值小者作为数据流fs[i]新的minGap[i]，之所以要与传输时间C[i]做差值，是因为要预留出来数据流自身传输的时间。
9.根据权利要求8所述的一种异步终端确定性接入机制的冲突解决方法，其特征在于，所述步骤2中重复算法第4行到第16行，遍历完所有其它数据流，便可以获得数据流fs[i]发送时间点与其它数据流发送时间点的最小间隔。
...【技术特征摘要】
1.一种异步终端确定性接入机制的冲突解决方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种异步终端确定性接入机制的冲突解决方法，其特征在于，所述步骤1中异步终端传输确定性接入方法具体为时延适配机制规定异步数据流在到达最后一级交换机的发送时间点后，并不是立即发送，而是保持一段时间再进行发送，这段保持的时间大小fi.ts.hold，其值由异步数据流的调度周期fi.period和前面异步转同步机制所等待时间fi.ts.wait的差值决定。
3.根据权利要求1所述的一种异步终端确定性接入机制的冲突解决方法，其特征在于，所述步骤1中当异步数据流fi的第s个报文在交换机vn-1的保持时间fi.ts.hold小于fi.mingap时，不会与其他数据流发生冲突，抖动大小为0。
4.根据权利要求1所述的一种异步终端确定性接入机制的冲突解决方法，其特征在于，所述步骤1中当保持时间fi.ts.hold大于等于fi.min gap，将可能会与其它数据流发生冲突，此时，让异步数据流fi的第s个报文只保持fi.min gap大小的时间就进行发送，计算得到抖动大小为fi·ts.hold-fi·minggap；由fi.ts.hold＝fi.period-fi.ts.wait可知，等待时间为0时，保持时间最大，最大为调度周期的大小，即maxfi.ts.hold＝fi.period，因此异步数据流f...
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