一种时间敏感网络动态变化的在线可扩展配置方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种时间敏感网络动态变化的在线可扩展配置方法及系统，涉及物联网领域。本发明专利技术提出基于多级流分组的流间冲突高效检测机制，通过流周期和偏移量关联分析方式，避免传统基于链路极大团和链路超周期的冲突检测方式，快速响应大规模数据流冲突检测需求；设计基于路由和调度解耦以及离线预路由的在线增量方法，在保证调度空间的情况下加快路由和调度方案的计算速度；本发明专利技术降低了对数据流集合超周期的敏感性和时间敏感网络最大链路时隙占用的计算复杂度，加快了在线调度速度，为在线可扩展配置提供高效冲突检测支撑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及物联网领域，尤其涉及一种时间敏感网络动态变化的在线可扩展配置方法及系统。

技术介绍

1、随着工业物联网(industrial internet of things,iiot)的快速发展，越来越多iiot应用对网络通信的延时、丢包、抖动等服务质量提出了更高要求。传统的以太网技术由于采取“尽力而为”传输模式，易导致数据包丢失及拥堵等问题，不适合通信需求要求高的iiot应用。因此，建立一种“准时、准确”的确定性网络成为领域研究热点。在工业界，多个知名工业自动化组织设计了几种具有确定性和时效性的实时工业以太网。例如，西门子和罗克韦尔分别主导开发的profinet和ethernet/ip网络技术，广泛应用于全球各工厂。但是这些网络技术由于商业竞争和技术隔离，相互之间封闭导致互操作性差。为打破这些限制，时间敏感网络(time-sensitive networking,tsn)作为一种开放的工业通信网络引发工业界广泛关注，通过定义一系列时钟同步、调度及配置等机制标准赋予传统以太网实时和确定性特性。

2、近些年，tsn技术的相关研究主要集中于调度本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种时间敏感网络动态变化的在线可扩展配置系统，其特征在于，包括网络输入模块、离线预路由模块和在线配置模块；网络输入模块一方面负责网络拓扑生成、旧路由和调度方案保存以及网络参数输入，另一方面负责更新网络动态变化，包含终端设备增加和删除、数据流终端更换，进而更新变化数据流集合；离线预路由模块根据网络输入模块的网络拓扑生成网络节点间的候选路由路径集合，作为在线配置模块的先验路由输入；在线配置模块包含在线路由单元、在线调度单元、可调度性分析单元、流间冲突检测单元和部署单元，在线路由单元基于网络节点间候选路径集合生成新数据流集的路由路径集合，并将其输入到在线调度单元中，在线调度单元则负责生成新...

【技术特征摘要】

1.一种时间敏感网络动态变化的在线可扩展配置系统，其特征在于，包括网络输入模块、离线预路由模块和在线配置模块；网络输入模块一方面负责网络拓扑生成、旧路由和调度方案保存以及网络参数输入，另一方面负责更新网络动态变化，包含终端设备增加和删除、数据流终端更换，进而更新变化数据流集合；离线预路由模块根据网络输入模块的网络拓扑生成网络节点间的候选路由路径集合，作为在线配置模块的先验路由输入；在线配置模块包含在线路由单元、在线调度单元、可调度性分析单元、流间冲突检测单元和部署单元，在线路由单元基于网络节点间候选路径集合生成新数据流集的路由路径集合，并将其输入到在线调度单元中，在线调度单元则负责生成新数据流集的调度方案，可调度性分析单元和流间冲突检测单元是在线路由单元和在线调度单元的基础支撑，部署单元负责将路由和调度方案转化为终端设备和网络设备能识别的配置指令。

2.一种时间敏感网络动态变化的在线可扩展配置方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.如权利要求2所述的时间敏感网络动态变化的在线可扩展配置方法，其特征在于，基于多级流分组的流间冲突高效检测机制，通过流周期和偏移量关联分析方式，避免基于链路极大团和链路超周期的冲突检测方式。

4.如权利要求2所述的时间敏感网络动态变化的在线可扩展配置方法，其特征在于，基于数据流周期和传输偏移对链路数据流进行多级分组，对于属于不同一级分组的任意两个数据流，不存在同一时隙占用，即不冲突；对于属于不同三级分组的任意两个数据流，同样不存在同一时隙占用；对于属于不同二级分组的任意两个数据流，至少存在同一时隙占用，即冲突。

5.如权利要求4所述的时间敏感网络动态变化的在线可扩展配置方法，其特征在于，所述多级分组原则如下：数据流的一级流分组标签等于链路偏移量除以链路所有数据流周期最大公约数的余数；链路二级分组基于数据流周期分析实现，首先获取相应链路数据流的处理周期集，之后计算出该链路数据流的最大处理周...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐磊，许齐敏，陈彩莲，张延洲，王守亮，关新平，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：