[發(fā)明專利]一種基于資源預(yù)留的自適應(yīng)TSN離線容錯(cuò)調(diào)度方法

在審

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• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113098796A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜侃;黃彬;楊升
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21117
• 代理人: 李曉光

本發(fā)明涉及一種基于資源預(yù)留的自適應(yīng)TSN離線容錯(cuò)調(diào)度方法，包括以下步驟：1)輸入初始條件，對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行初始化處理；2)對所有實(shí)時(shí)流求解偏移量，通過輸入非實(shí)時(shí)流屬性，執(zhí)行對流分配可行的網(wǎng)絡(luò)資源過程；3)判斷步驟2)中的實(shí)時(shí)流偏移量是否存在可行解，若存在可行解，則對所有實(shí)時(shí)流分配可行的網(wǎng)絡(luò)資源，通過輸入非實(shí)時(shí)流屬性，執(zhí)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(jù)流的偏移量輸出門控列表內(nèi)容。本發(fā)明在節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源的情況下，提高實(shí)時(shí)流傳輸?shù)目煽啃院头菍?shí)時(shí)流的網(wǎng)絡(luò)傳輸服務(wù)。采用網(wǎng)絡(luò)重傳請求(ARQ)觸發(fā)重傳流，并使其滿足TSN確定性傳輸約束。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)調(diào)度技術(shù)，具體為一種基于資源預(yù)留的自適應(yīng)TSN離線容錯(cuò)調(diào)度方法。

背景技術(shù)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為我國智能制造發(fā)展的重要支撐已經(jīng)得到了國家的高度認(rèn)可與重視。當(dāng)前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)采用分層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)體系，多種業(yè)務(wù)需要混合跨網(wǎng)傳輸和執(zhí)行，工業(yè)異構(gòu)動態(tài)混合業(yè)務(wù)傳輸調(diào)度問題是制約工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的一個(gè)瓶頸。時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)被廣泛認(rèn)為是解決工業(yè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)調(diào)度問題的有效方法。

TSN根據(jù)不同任務(wù)對時(shí)間的敏感性，在管理信息交互的時(shí)間節(jié)點(diǎn)和流程順序方面提供通用標(biāo)準(zhǔn)，TSN允許實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)流在同一標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)中傳輸，使得標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)具有確定性傳輸?shù)奶卣鳎瑫r(shí)還具有低延時(shí)、高帶寬等優(yōu)勢，TSN目前已經(jīng)成為備受廣泛關(guān)注的關(guān)鍵技術(shù)。

在TSN消息傳輸過程中，由于存在電磁干擾等情況，導(dǎo)致數(shù)據(jù)在傳輸過程中會出現(xiàn)短暫性的錯(cuò)誤。數(shù)據(jù)冗余(CRC)校驗(yàn)可以快速檢測此類錯(cuò)誤，并通過自動重傳請求(ARQ)通知數(shù)據(jù)發(fā)送者對發(fā)生錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)進(jìn)行重傳。然而，數(shù)據(jù)重傳會增加數(shù)據(jù)流端到端的延遲，從而導(dǎo)致關(guān)鍵級別高的實(shí)時(shí)流不滿足時(shí)間約束，從而錯(cuò)失截止期，導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生災(zāi)難性的后果。

雖然目前已經(jīng)有關(guān)于TSN容錯(cuò)的技術(shù)，包括TSN協(xié)議，但是大多關(guān)注的是路由方面的容錯(cuò)，缺少針對重傳錯(cuò)失截止期的容錯(cuò)技術(shù)。

目前的技術(shù)基本是直接為實(shí)時(shí)流分配獨(dú)占的網(wǎng)絡(luò)冗余資源，由于并非每次傳輸都無法正確傳輸?shù)浇邮斩恕Ｒ虼耍祟惙椒ㄔ斐删W(wǎng)絡(luò)資源極大的浪費(fèi)。目前TSN的研究中尚未有將ARQ相關(guān)流考慮確定性傳輸服務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)在TSN消息傳輸過程中缺少針對重傳錯(cuò)失截止期的容錯(cuò)技術(shù)、容錯(cuò)能力低以及浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源等不足，本發(fā)明要解決的問題是提供一種可提高時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)調(diào)度算法的在時(shí)間上容錯(cuò)能力的基于資源預(yù)留的自適應(yīng)TSN離線容錯(cuò)調(diào)度方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種基于資源預(yù)留的自適應(yīng)TSN離線容錯(cuò)調(diào)度方法，包括以下步驟：

1)輸入初始條件，對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行初始化處理；

2)對所有實(shí)時(shí)流求解偏移量，通過輸入非實(shí)時(shí)流屬性，執(zhí)行對流分配可行的網(wǎng)絡(luò)資源過程；

3)判斷步驟2)中的實(shí)時(shí)流偏移量是否存在可行解，若存在可行解，則對所有實(shí)時(shí)流分配可行的網(wǎng)絡(luò)資源，通過輸入非實(shí)時(shí)流屬性，執(zhí)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(jù)流的偏移量輸出門控列表內(nèi)容。

步驟2)中對所有實(shí)時(shí)流求解偏移量，通過輸入非實(shí)時(shí)流屬性，執(zhí)行對流分配可行的網(wǎng)絡(luò)資源過程具體為：

201)根據(jù)輸入的流屬性，利用迪杰斯特拉方法為每個(gè)流分配一條路由；

202)根據(jù)分配的路由、流屬性和網(wǎng)絡(luò)屬性信息，采用整數(shù)線性規(guī)劃求解器為每個(gè)流找到可行的隊(duì)列分配和偏移量，具體約束如下：