[發明專利]一種基于資源預留的自適應TSN離線容錯調度方法

在審

• 申請號: 202110310596.5
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113098796A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 姜侃;黃彬;楊升
• 申請（專利權）人: 沈陽牛艾科技有限公司
• 主分類號: H04L12/911
• 分類號: H04L12/911;H04L1/16
• 代理公司: 沈陽新科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21117
• 代理人: 李曉光

1.一種基于資源預留的自適應TSN離線容錯調度方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)輸入初始條件，對網絡進行初始化處理；

2)對所有實時流求解偏移量，通過輸入非實時流屬性，執行對流分配可行的網絡資源過程；

3)判斷步驟2)中的實時流偏移量是否存在可行解，若存在可行解，則對所有實時流分配可行的網絡資源，通過輸入非實時流屬性，執行對流求解偏移量過程；

4)判斷步驟3)中對流求解偏移量是否存在可行解，如果存在可行解，則根據流的偏移量輸出門控列表內容。

2.根據權利要求1所述的基于資源預留的自適應TSN離線容錯調度方法，其特征在于：步驟2)中對所有實時流求解偏移量，通過輸入非實時流屬性，執行對流分配可行的網絡資源過程具體為：

201)根據輸入的流屬性，利用迪杰斯特拉方法為每個流分配一條路由；

202)根據分配的路由、流屬性和網絡屬性信息，采用整數線性規劃求解器為每個流找到可行的隊列分配和偏移量，具體約束如下：

定義如下符號：每個流具有獨一無二的類別，即屬于實時流集合或者屬于非實時流集合因此f_i的周期為T_i，截止期為d_i，在物理鏈路[v_a，v_b]上的執行傳輸時延為傳播延遲為經過物理鏈路[v_a，v_b]的流的集合為同樣也分為實時流集合和非實時流集合為f_i相對于超周期在路徑[v_a，v_b]上的偏移量，即在時刻，開啟f_i所在隊列Q_i；κ為TT流所分配的隊列數量；

確定優化目標：最小化κ，使得7-Q_i≤κ；

針對實時流的約束條件如下：

可調度性約束:流f_i從起點v_s任何一次釋放到數據包中最后一個比特到達終點v_e的時間要小于等于f_i的截止期d_i；如果滿足此約束，則保證流可調度與端到端延遲的約束；此約束包含f_i傳輸時間、在鏈路上的傳播延遲以及在隊列等待的時間，約束公式如下：

鏈路約束：通過同一物理鏈路的兩個數據包在時域內不能重疊，即任何一次流f_j開始通過鏈路[v_a，v_b]的時間，記作不得早于任意一次流f_i在鏈路[v_a，v_b]上傳輸完成的時間，得到如下公式：

其中，α＝0，1，...H/T_i-1,β＝0，1，...H/T_j-1。

流傳輸約束：流f_i的數據包的傳播遵循流的路由路徑上的順序，即在流f_i的路由中存在，f_i在[v_x，v_b]上開始傳輸的時間不早于在從[v_a，v_x]到達[v_x，v_b]的時間，約束公式如下：

其中，網絡精度δ表示為任何兩個通過IEEE 802.1AS時間同步標準同步的設備的本地時鐘之間最大差值；

流隔離約束：鏈路[v_a，v_x]和[v_x，v_b]是流f_i路由中連續的兩條鏈路，[v_x，v_b]也是流f_j路由中的鏈路，且f_i和f_j在網絡節點v_x上被分配到同一個出口隊列中，f_i達到節點v_x的時間不得早于f_j在[v_x，v_b]上傳輸完成的時間，約束公式如下：