[發明專利]面向大規模時間敏感網絡的調度方法、裝置及電子設備

有效

• 申請號: 202010917727.1
• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN112054968B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 郭少勇;金翼;邱雪松;陸繼釗;熊翱;李文萃;亓峰;李永杰;邵蘇杰;舒新建;孟慧平
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學;國網河南省電力公司信息通信公司;國網河南省電力公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H04L47/50
• 分類號: H04L47/50;H04L47/6275
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 丁蕓;馬敬

本發明實施例提供了面向大規模時間敏感網絡的調度方法，涉及計算機技術領域，獲取時間觸發流量的傳輸路徑集合，根據各個傳輸路徑集合將各個時間觸發流量進行分組，得到觸發流量組；選取未調度的觸發流量組，針對當前選取的觸發流量組，根據預設時隙、已獲得的各ILP目標函數，以及當前選取的觸發流量組中各個時間觸發流量的傳輸路徑，建立當前選取的觸發流量組的ILP目標函數，求解該觸發流量組的ILP目標函數，得到該觸發流量組中的各個時間觸發流量的目標傳輸路徑和目標傳輸時隙，在目標傳輸時隙將該時間觸發流量由源主機傳輸到目的主機，如此可以減少求解ILP目標函數的耗時，實現時延的確定性。

技術領域

本發明涉及計算機技術領域，特別是涉及面向大規模時間敏感網絡的調度方法、裝置及電子設備。

背景技術

隨著信息技術的飛速發展，在工廠自動化控制、自動駕駛和電力自動化等領域，對數據流傳輸的時延要求越來越高。而傳統以太網并不能保證時延的確定性，導致對實時性和確定性要求較高的特定流量遠遠超出了傳統以太網的可控范圍。

為了解決傳統以太網中實時數據的可靠傳輸這一問題，IEEE 802工作組提出了時間敏感網絡(Time-sensitive Network，TSN)的概念。TSN網絡中的流量可以分為時間敏感型和非時間敏感型。時延是TSN網絡的主要專注點，其旨在提供一種機制來確保信息能夠在一個確定的、可預測的時間范圍內完成源主機至目的主機之間的傳輸。

TSN網絡具有以下目標：針對交換網絡的報文時延得到保障；時間敏感流量和非時間敏感流量可以混合傳輸，并且非時間敏感數據流的傳輸不會影響時間敏感數據流的傳輸時延；多種高層協議可以共享網絡基礎設施，即多種協議的負載可以同時在網絡中傳輸；網絡錯誤可以通過在源頭獲得精確的信息，從而快速地確診和修復。時間敏感型的流量中有TT(Time-Triggered Traffic，時間觸發流量)：時間觸發流量按照特定的時序進行周期性的傳輸，即，時間觸發流量具有時間觸發特性，例如工廠中有時需要間隔特定周期來采集設備的監控信息。

在TSN網絡中，時間觸發流量的調度問題引起了大量的研究。當前針對時間觸發流量的調度問題提出了一些可行的方法，然而當網絡的拓撲規模較大或者待調度的時間觸發流量數目較多時，會導致求解的耗時急劇增加，從而無法滿足TSN網絡對時延的要求。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種面向大規模時間敏感網絡的調度方法、裝置及電子設備，以實現解決在面向大規模時間敏感網絡的調度問題時，減少求解時間，實現時延的確定性。具體技術方案如下：

在本發明實施例的第一方面，本發明實施例提供一種面向大規模時間敏感網絡的調度方法，所述方法包括：

步驟A，針對每一個待調度的時間觸發流量，獲取該時間觸發流量的傳輸路徑集合；其中，一所述傳輸路徑集合包括至少一條傳輸路徑，每條所述傳輸路徑各自對應有鏈路信息；

步驟B，根據各所述傳輸路徑集合，將各個所述時間觸發流量進行分組，得到觸發流量組；

步驟C，在各所述觸發流量組中，選取一個未調度的觸發流量組；

步驟D，針對當前選取的觸發流量組，根據時隙、已獲得的各ILP目標函數，以及當前選取的觸發流量組中各個時間觸發流量的傳輸路徑，建立當前選取的觸發流量組的整數線性規劃ILP目標函數，其中，所述時隙是根據各所述時間觸發流量的傳輸周期確定的；

步驟E，針對當前選取的觸發流量組，求解該觸發流量組的ILP目標函數，得到該觸發流量組中的各個時間觸發流量的目標傳輸路徑和目標傳輸時隙；

步驟F，針對每一時間觸發流量，按照該時間觸發流量的目標傳輸時隙和該時間觸發流量的目標傳輸路徑，在目標傳輸時隙將該時間觸發流量由源主機傳輸到目的主機；

步驟G，判斷各所述觸發流量組是否均調度完成，若否，則返回上述步驟C繼續執行。