[發明專利]一種時間敏感網絡中確定性故障檢測與定位方法及系統

有效

• 申請號: 201910851512.1
• 申請日: 2019-09-10
• 公開（公告）號: CN110601888B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 趙曦濱;高躍;萬海
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/721;H04L12/733;H04L12/939
• 代理公司: 北京科領智誠知識產權代理事務所(普通合伙) 11782
• 代理人: 陳士騫

1.一種時間敏感網絡中確定性故障檢測與定位方法，適于在時間敏感網絡中的控制器上執行，其特征在于，包括：

獲取時間敏感網絡中的全局網絡拓撲，根據所述全局網絡拓撲確定最少流覆蓋的探測流路徑：將獲取的所述全局網絡拓撲進行點邊轉換構建新的拓撲結構，將新的拓撲結構作為最小流覆蓋問題的模型，根據啟發式算法求解最少流覆蓋問題的模型求得最小代價樹，將位于所述最小代價樹的單兒子節點和葉子節點處的交換機作為初始發送探測流的交換機，將所述最小代價樹中的初始發送探測流的交換機到控制器的路徑作為對應的探測流路徑；

根據所述探測流路徑生成調度表，并將所述調度表發送至所述時間敏感網絡中的每個交換機，以使得所述時間敏感網絡中的交換機按照所述調度表中對應的時刻發送探測流；

接收所述時間敏感網絡中的交換機發送的探測流，并根據所接收到的探測流的到達狀態，確定對應的探測流路徑包含的鏈路是否出現故障以及故障鏈路的具體位置：生成一個用二位數組表示的故障表，所述故障表的第j行第i列元素表示第j個初始發送探測流的交換機發送的探測流經過第i條鏈路的情況，將每條初始發送探測流的交換機發送的探測流流過的鏈路對應在故障表中的元素初始化為1，其表示每個探測流均能正常流過對應的探測流路徑所包含的全部鏈路，i、j均為正整數，將每個探測流未經過的鏈路對應在故障表中的元素置為無效元素，記錄所有初始發送探測流的交換機發送的不能正常到達控制器的探測流，并將該未正常到達控制器的探測流對應的探測流路徑所包含的所有鏈路對應在故障表中的元素置為0，其表示該未正常到達控制器的探測流對應的探測流路徑所包含的所有鏈路中包含了故障鏈路，若故障表的一行中只有一列元素為有效元素，其余為無效元素，則根據該有效元素判斷對應的鏈路的故障情況，若故障表的一行中有多列元素為有效元素，其余為無效元素，并且其余行的相同列中也對應有有效元素，則根據故障表的一行中的多列有效元素以及其余行的相同列有效元素判斷對應鏈路的故障情況；其中，所述鏈路是指每條探測流路徑中相鄰交換機或相鄰的交換機和控制器之間的路徑。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據所述探測流路徑生成調度表，包括：

根據探測流遵守鏈路無沖突約束、路徑依賴約束、傳輸時延約束，調用SMT求解器進行求解得到調度表，所述調度表包括：

初始發送探測流的交換機發送探測流的時間、每個交換機發送探測流的端口號和該探測流對應到達的交換機的端口號以及探測流到達交換機或控制器的時間。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在生成調度表時，若至少兩個初始發送探測流的交換機對應的探測流路徑有重合鏈路，則在調度表中為對應有重合鏈路的探測流添加聚合調度約束，以使得具有重合鏈路的至少兩個探測流通過第一個共同通過的交換機時進行聚合：

其中，聚合后新的探測流攜帶有聚合前每條探測流依次經過的交換機端口號以及新的探測流每經過一個交換機所添加的交換機端口號。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述接收所述時間敏感網絡中的交換機發送的探測流具體包括：

接收正常到達的探測流；

將接收到的探測流進行解析，獲得每個探測流所攜帶的交換機端口號，根據每個探測流經過的交換機端口號得到對應的鏈路信息。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，具有重合鏈路的至少兩個探測流通過第一個共同通過的交換機時進行聚合通過以下實現方式中的任意一種來實現：

第一種實現方式：

根據樸素的信息聚合方式，以使得所有正常到達同一個交換機的探測流所攜帶的鏈路信息都儲存在新的探測流的數據域中；

第二種實現方式：

根據基于布隆過濾器的信息聚合方式，以使得所有正常到達同一個交換機的探測流所攜帶的鏈路信息通過哈希函數映射，儲存到新的探測流的布隆過濾器中。