[发明专利]一种时间敏感网络的流量调度方法及装置

说明书

本发明提供一种时间敏感网络的流量调度方法及装置，时间敏感网络中传输周期性流量及突发性流量，方法包括：对突发性流量进行概率流建模，使得突发性流量建模成以概率流形式表征的概率性质的周期性流量；根据优先时间片共享规则及谨慎预留规则对时间敏感网络中周期性流量与突发性流量的流量调度问题进行设定条件的约束，建立可满足性模理论模型；根据建立的可满足性模理论模型，通过求解器得到流量调度问题的结果。优先时间片共享规则及谨慎预留规则对时间敏感网络中的流量调度问题进行约束，通过优先时间片共享规则实现突发性流量抢占机制，而且通过谨慎预留规则，只在网络中存在突发性流量的链路上预留时间片，避免网络资源的浪费。

技术领域

本发明涉及工业互联网技术领域，尤其涉及一种时间敏感网络的流量调度方法及装置。

背景技术

随着网络通信技术的高速发展，信息技术与运营技术在工业4.0时代不断融合以使工业控制变得更加自动化和智能化，二者的融合同时也使网络中的数据量变得更加庞大。在工业领域中，边缘计算、工业物联网、智能制造等需求逐渐变得迫切，数据传输的实时性和确定性便显得尤为重要，尽管传统以太网已经引入了数据报优先级等特性来尽可能地保证服务质量，但在网络拥挤的情况下，传统以太网采用的“尽力而为(Best Effort)”策略仍然不能保证数据传输的确定性时延。因此，传统以太网无法用于对时延和稳定性较高的工业控制应用中。

随着技术的发展，为了满足工业自动化应用对于实时数据传输的需求，时间敏感网络逐渐成为广泛聚焦的关键技术。时间敏感网络(Time-Sensitive Network，TSN)主要工作在数据链路层，用于构建高可靠、低延迟的以太网，为车载通信，工业互联网等应用提供基础设施。在时间敏感网络中，设备和交换机是时间同步的，数据的产生和传输时间是通过流量调度策略提前规划好的，因此，时间敏感网络在以太网中可以为数据传输提供确定性的时延。然而，在现有的范式下，时间敏感网络只能支持周期性流量的确定性传输，而对于突发性流量和周期性流量并存的情况并没有合适的调度方法。

发明内容

本发明提供一种时间敏感网络的流量调度方法及装置，用以解决现有技术中时间敏感网络中周期性流量和突发性流量调度冲突的问题，实现时间敏感网络中周期性流量和突发性流量协同调度的策略。

本发明提供一种时间敏感网络的流量调度方法，所述时间敏感网络中传输周期性流量及突发性流量，所述方法包括：

对突发性流量进行概率流建模，使得突发性流量建模成以概率流形式表征的概率性质的周期性流量；

根据优先时间片共享规则及谨慎预留规则对时间敏感网络中周期性流量与突发性流量的流量调度问题进行设定条件的约束，建立可满足性模理论模型；其中，通过所述优先时间片共享规则使得突发性流量插入正在传输的周期性流量中而优先传输，通过谨慎预留规则使得在存在突发性流量的时间敏感网络的链路上执行所述优先时间片共享规则；

根据建立的可满足性模理论模型，通过求解器得到所述流量调度问题的结果。

根据本发明提供的一种时间敏感网络的流量调度方法，所述对突发性流量进行概率流建模，使得突发性流量建模成概率性质的周期性流量，具体包括：

确定周期性流量的发送周期，其中，所述发送周期为相邻周期性流量的间隔周期；

将突发性流量以预设概率分布的方式在所述发送周期内概率分布。

根据本发明提供的一种时间敏感网络的流量调度方法，所述根据优先时间片共享规则及谨慎预留规则对时间敏感网络中周期性流量与突发性流量的流量调度问题进行设定条件的约束，建立可满足性模理论模型，具体包括：

对时间敏感网络中的流量调度问题进行定义；

对所述流量调度问题进行时间约束，使得突发性流量在预设的截止时间前发送；