[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

摘要

一种基于随机型网络演算的AFDX端端时延上界计算方法，它包括以下四个步骤：步骤一，确定待分析数据流在整网中的流程图，画出数据流的流程图；步骤二，分析数据流在整网中的端端时延的组成部分，得到端端时延的固定时延与可变时延的组成形式；步骤三，计算可变时延；步骤四，得到待分析数据流的端端时延上界。本发明考虑了数据流在随机的干扰或者突发情况的影响，从统计复用独立通信流中获得更大的增益，同时还充分的考虑了交换机中高低优先级配置以及调度算法对于时延的影响，这不仅能够更精确的得到端端时延上界值，避免了过多的资源浪费，还能在设计阶段就能对网络性能进行预测，避免在搭建实际网络不合格之后的浪费。

主权项

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。