【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种建模与仿真方，具体为一种基于重路由与重调度的路由与调度方法及系统。
技术介绍
1、随着信息技术的发展，相互独立的网络服务系统已经不能满足企业的需求。现有技术为了服务不同应用程序提供了不同的服务质量，因此系统中存在着多种流量类型，包括无时延要求的尽力而为流、具有宽松时间约束的音视频流和具有严格时间约束的时间敏感流等，但是如何根据不同流量的优先级来提供差异化的服务，已成为混合流量传输的核心技术问题。目前时间敏感网络被广泛认可，其提供了高质量的实时传输网络，但是如何高效地路由和调度不同类型的流量以优化网络性能，对时间敏感网络具有重要挑战，
2、如何确保动态网络中的流量都能成功调度对于提升网络可靠性非常重要，现有调度方法集中与路由算法或调度算法的优化，无法采用在线的动态路由和调度算法联合优化，限制了调度的灵活性，缺乏对整体解决方案的全面优化。
技术实现思路
1、针对现有方法的不足以及实际应用的需求，为了提高网络可靠性，确保动态网络中的流量成功调度，提升调度灵活性同时对整体解决方案的全面优化。基于重路由与重调度方法优化分配路径，同时优化离线的静态路由和调度算法，提高网络调度的性能、灵活性、可靠性以及全面性。一方面本专利技术提供了一种基于重路由与重调度的路由与调度方法，其方法包括如下步骤：依据网络数据构建网络模型、流量模型以及帧模型，所述网络数据来源于现代工业网络；根据所述网络模型、所述流量模型以及所述帧模型获得初始路由表和初始调度表；基于所述初始路由表和对流进行
2、可选地，所述根据所述网络模型、所述流量模型以及所述帧模型获得初始路由表和初始调度表包括：通过所述网络模型获得网络连接关系；通过所述流量模型获得输入流和背景流；通过所述帧模型获得流量传输情况。本专利技术利用数学模型获取网络流量的相关数据信息，可以提供更全面、更准确的信息，利用优化网络连接关系、提高网络可靠性和实际网络性能。
3、可选地，所述根据所述网络模型、所述流量模型以及所述帧模型获得初始路由表和初始调度表包括：基于所述网络连接关系、所述输入流和所述背景流获得初始路由表；基于所述网络连接关系、所述输入流、所述背景流和所述流量传输情况获得初始调度表。本专利技术综合考虑网络连接关系、输入流和背景流等因素，制定更加合理、灵活、高效的路由策略，提高路由和调度的效率和准确性。
4、可选地，所述基于所述初始路由表和对流进行路径分配并获得初始分配路径包括：设置流量可调度性函数，所述流量可调度性函数包括四个调度目标；根据所述初始路由表和所述可调度性函数进行路径分配并获得初始分配路径；所述流量可调度性函数，满足如下关系：
5、
6、其中，sk表示流量的可调度性，wcdk表示流量的最坏端时延，dk表示流量的截止时间。本专利技术基于多个调度目标，可以更合理地分配路径，有效平衡网络负载，降低网络拥堵的可能性，提高网络的稳定性和可靠性，且设置流量可调度性函数进行路径分配，可以增强流量的可调度性。
7、可选地，所述流量可调度性函数包括四个调度目标包括：所述流量可调度性函数设定梯度调度目标，所述梯度调度目标包括最小化输入流的不可调度数，最小化背景流的不可调度数，最小化重新路由背景流的数量以及最小化所有背景流的最坏端时延总和，且所述梯度调度目标的参考权重依次降低。本专利技术设置梯度调度目标并基于该目标进行路径分配，可以增强流量的可调度性，从而更好地适应网络流量的变化和不确定性。
8、可选地，所述构建路由目标函数并引入精英保留策略对所述初始分配路径进行优化，以获得最佳分配路径包括：基于所述网络模型和所述流量模型构建路由目标函数；所述路由目标函数，满足如下关系；
9、
10、其中，o路表示路由目标函数，l表示梯度调度目标，wl表示梯度调度目标的影响权重，ol表示梯度调度目标的数值。本专利技术构建路由目标函数对初始分配路径进行优化，更加合理和高效地进行路径分配，更好地满足业务需求和提高网络性能，提高网络的可靠性和稳定性。
11、可选地，所述构建路由目标函数并引入精英保留策略对所述初始分配路径进行优化，以获得最佳分配路径包括：对所述初始分配路径进行编号，得到所述初始路径编号的二进制基因；基于所述路由目标函数和所述精英保留策略对所述二进制基因进行优化，以获得最佳分配路径。本专利技术对初始分配路径进行编号，并将其转换为二进制基因，可以在基因编码和解码过程中采用二进制运算，从而减少计算量和时间复杂度，利用遗传算法的全局搜索能力，搜索更全面、更广泛的解空间，从而获得更加优秀的路径分配结果。
12、可选地，所述构建调度目标函数、调度约束条件对所述初始调度时刻进行优化，直至所有流均可调度包括：所述调度目标函数，满足如下关系；
13、
14、其中，o调表示调度目标函数，表示流的第一帧在路由路径的第一条链路上的传输时刻，表示流的最后一帧在路由路径的最后一条链路上的传输时刻。本专利技术建立调度目标函数可以定量地衡量每个解的优劣程度，从而更好地指导算法向更优秀的解搜索，可以增强算法的鲁棒性，从而更好地适应各种场景和网络拓扑结构。
15、可选地，所述构建调度目标函数、调度约束条件对所述初始调度时刻进行优化，直至所有流均可调度包括：设置调度优先级，按照所述调度优先级对所述初始调度时刻进行逐流调度；结合所述调度目标函数和所述调度约束条件对所述初始调度时刻进行逐流调度，直至所有流均可调度。本专利技术采用精英保留策略可以保留最好的解，从而获得最优解，可以增强流量的可调度性，从而更好地适应网络流量的变化和不确定性。提高算法的鲁棒性和扩展性。
16、第二方面，为能够高效地执行本专利技术所提供的一种基于重路由与重调度的路由与调度方法，本专利技术还提供了一种基于重路由与重调度的路由与调度系统，系统包括处理器、输入设备、输出设备和存储器，所述处理器、输入设备、输出设备和存储器相互连接，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器被配置用于调用所述程序指令，执行如本专利技术第一方面所述的基于重路由与重调度的路由与调度方法。本专利技术的基于重路由与重调度的路由与调度系统，结构紧凑、性能稳定，能够稳定地执行本专利技术提供的基于重路由与重调度的路由与调度方法，提升本专利技术整体适用性和实际应用能力。
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1.一种基于重路由与重调度的路由与调度方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于重路由与重调度的路由与调度方法，其特征在于，所述根据所述网络模型、所述流量模型以及所述帧模型获得初始路由表和初始调度表包括：
3.根据权利要求2所述的基于重路由与重调度的路由与调度方法，其特征在于，所述根据所述网络模型、所述流量模型以及所述帧模型获得初始路由表和初始调度表还包括：
4.根据权利要求1所述的基于重路由与重调度的路由与调度方法，其特征在于，所述基于所述初始路由表和对流进行路径分配并获得初始分配路径包括：
5.根据权利要求4所述的基于重路由与重调度的路由与调度方法，其特征在于，所述流量可调度性函数包括四个调度目标包括：
6.根据权利要求1所述的基于重路由与重调度的路由与调度方法，其特征在于，所述构建路由目标函数并引入精英保留策略对所述初始分配路径进行优化，以获得最佳分配路径包括：
7.根据权利要求6所述的基于重路由与重调度的路由与调度方法，其特征在于，所述构建路由目标函数并引入精英保留策略对所述初始分
8.根据权利要求1所述的基于重路由与重调度的路由与调度方法，其特征在于，所述构建调度目标函数、调度约束条件对所述初始调度时刻进行优化，直至所有流均可调度包括：
9.根据权利要求8所述的基于重路由与重调度的路由与调度方法，其特征在于，所述构建调度目标函数、调度约束条件对所述初始调度时刻进行优化，直至所有流均可调度包括：
10.一种基于重路由与重调度的路由与调度系统，其特征在于，系统包括处理器、输入设备、输出设备和存储器，所述处理器、输入设备、输出设备和存储器相互连接，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器被配置用于调用所述程序指令，执行如权利要求1-9任一项所述的基于重路由与重调度的路由与调度方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于重路由与重调度的路由与调度方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于重路由与重调度的路由与调度方法，其特征在于，所述根据所述网络模型、所述流量模型以及所述帧模型获得初始路由表和初始调度表包括：
3.根据权利要求2所述的基于重路由与重调度的路由与调度方法，其特征在于，所述根据所述网络模型、所述流量模型以及所述帧模型获得初始路由表和初始调度表还包括：
4.根据权利要求1所述的基于重路由与重调度的路由与调度方法，其特征在于，所述基于所述初始路由表和对流进行路径分配并获得初始分配路径包括：
5.根据权利要求4所述的基于重路由与重调度的路由与调度方法，其特征在于，所述流量可调度性函数包括四个调度目标包括：
6.根据权利要求1所述的基于重路由与重调度的路由与调度方法，其特征在于，所述构建路由目标函数并引入精英保留策略对所述初始分配路径进行优化，以获得最佳分配路径包括...
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