[发明专利]一种基于差异化QoS需求的工控网络流量调度方法

权利要求书

1.一种基于差异化QoS需求的工控网络流量调度方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、采集工控网络流量：工业控制系统采集所有工控网络流量，并看作一个流量集合F_t_list＝{F₁,F₂,F₃…F_k}，其中，F₁是第1条流量，F₂是第2条流量，F₃是第3条流量，F_k指第k条流量；

步骤S2、分析工控网络流量与QoS参数的映射关系；

步骤S3、获取截取区间：通过比较区间和区间的倾合度，获取截取区间，记为[W^-,W⁺]；

步骤S4、提取最优差异化QoS参数：使用最优差异化QoS参数提取方法在所述截取区间[W^-,W⁺]上提取每条流量的最优差异化QoS参数；

步骤S5、计算工控网络中链路可预留带宽：使用动态带宽预留方法计算工控网络中链路可预留带宽；

步骤S6、构建适应度函数得到最优路径：以粒子群算法为基础，将工控网络流量看作粒子，初始粒子位置与速度，根据工控网络流量的最优差异化QoS参数和链路可预留带宽构建适应度函数，根据适应度函数更新粒子位置与速度，设置粒子位置与速度为迭代更新的结束判定条件，若符合判定条件，则输出最优解，即最优路径，否则继续执行适应度函数计算。

2.根据权利要求1所述的基于差异化QoS需求的工控网络流量调度方法，其特征在于，所述步骤S3中，区间和区间表示为：

其中，分别为工控网络流量的QoS需求波动区间和工控网络的QoS资源波动区间，Q_is的含义是第i个流量的第s个QoS参数，表示第i个工控网络流量的第s个QoS需求的平均值，表示第i个工控网络流量的第s个QoS需求的方差；q_is是指第i个工控网络流量映射工控网络第s个QoS资源，表示第i个工控网络流量映射工控网络第s个QoS资源的平均值，表示第i个工控网络流量映射工控网络第s个QoS资源的方差，n指的是当前流量所需的QoS参数总和。

3.根据权利要求1所述的基于差异化QoS需求的工控网络流量调度方法，其特征在于，所述步骤S3中，获取截取区间的过程为：

比较两个区间的倾合度，若两个区间相离，则无法确定截取区间，需放入等待队列；若两个区间重合，则会出现以下情况：

如果包含选取作为截取区间；如果包含选取作为截取区间；如果左包含使用作为截取区间；如果右包含使用作为截取区间，记截取区间为[W^-,W⁺]。

4.根据权利要求1所述的基于差异化QoS需求的工控网络流量调度方法，其特征在于，所述步骤S4中，基于截取区间[W^-,W⁺]对工控网络流量提取最优差异化QoS参数的过程为：

步骤S4.1、在截取区间[W^-,W⁺]上选取正向解X，与工控网络初始最优解S比较；

步骤S4.2、若X等于S，则X为最优QoS解；

步骤S4.3、若X不等于S，则计算截取区间[W^-,W⁺]中点和正向解的反向数比较与X到S的距离，选取距离最短的区间作为新截取区间，区间新端点为中点M和W′^-或W′⁺，迭代此过程，直至X、与S重合，则X为最优QoS解。

5.根据权利要求4所述的基于差异化QoS需求的工控网络流量调度方法，其特征在于，所述正向解的反向数和获取新端点计算公式分别为：

M＝(W^-+W⁺)/2