[发明专利]一种基于随机型网络演算的AFDX端端时延上界计算方法

权利要求书

1.一种基于随机型网络演算的AFDX端端时延上界计算方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：

步骤一：首先确定待分析数据流在整网中的流程图，形成数据流流程图：

（1）流程图按照待分析数据流经过的交换机以及物理链路依次绘出；

（2）给流程图中每个设备编号，把非待分析数据流进出的每个交换机分别用业务累积量和表示，而待分析业务流进出串联交换机用A(t)和D(t)表示；

步骤二：确定待分析数据流的端端时延的组成部分：

根据数据流传输过程以及AFDX标准ARINC664Pt.7规定，构建如下的端端时延表达式：

Dpx=16.5μs+m×16μs+Σi=1mm×BDpxi]]>

其中，16.5μs是数据传输时产生的技术时延，m×16μs表示数据流经过m个交换机所产生的非缓冲区产生的固定时延，而表示第i个交换机中数据流经过缓冲区的可变时延；

步骤三：计算的上界值：

(1)依据现行设计的交换机设备，按照假设1的规定以及步骤1中得到的数据流流程图，推导出第i条虚拟链路即VL_i的数据流的到达曲线

αi(t)=lmax,iBAGit+Smax,i·[1+JitterBAGi]]]>

其中，l_max,i表示VL_i的最大数据帧长，BAG_i为VL_i的最大包间隙，Jitter为抖动，S_max，i为物理帧长；

（2）依据交换机输出端口静态优先级逻辑的配置，给出交换机输出端口对VLi的服务曲线为:

βi(t)=(C-Σ1≤j≤p,j≠ilmax,iBAGj)[t-Σ1≤j≤p,j≠iSmax,iC]+(1≤i≤p)]]>

βi(t)=(C-Σ1≤j≤p+q,j≠ilmax,iBAGj)[t-Σ1≤j≤p+q,j≠iSmax,iC]+(p+1≤i≤p+q)]]>

其中，C为输出端口的物理带宽，p为高优先级虚拟链路数，q为低优先级数量；

（3）由前两步得到由p+q条到达曲线即VL_i的到达曲线α_i(t)=ρ_it+σ_i和交换机相应提供的服务曲线β_i(t)=R_i[t-T_i]⁺，记属于VL_i的待分析的数据流在该交换机的可变时延d_i上界为u_i的概率关系为：

pr(di>ui)≤f(αi,βi,ui)=RρΣk=1K-1exp(-A(sk,sk+1))]]>

其中

A(sk,sk+1)=2[(ui+βi(sk)-ρisk+1)+]2Σi=1p+qαi(sk+1)2]]>

对于任一K∈Z⁺,0=S₀≤S₁≤…≤S_K=τ，其中

对于可变时延的上界值u_i的确定，做法是根据上式做出时延概率图，然后在图上选取规定的概率值对应的时延大小；一般根据工业中的实际需求，如求使得f(α_i,β_i,u_i)为10^-6时的u_i值为该时延上界；

（4）重复(1)到（3），直到数据流流程图中所有交换机都遍历之后把所有的时延上界u_i求和得到

步骤四：根据步骤二和三，得到在某一概率下的待分析数据流的端端时延上界值，通过以上四个步骤，达到了基于随机型网络演算计算AFDX端端时延上界的目的。