【技术实现步骤摘要】
一种面向工业现场的时间敏感网络流量分级调度方法
[0001]本专利技术涉及工业物联网时间敏感网络
,尤其是一种面向工业现场的时间敏感网络流量分级调度方法。
技术介绍
[0002]近年来,工业物联网(IIoT)逐渐改变着传统现场的生产制造方式,允许相互隔离的工业设备之间进行数据交换,实现生产的信息化、智能化。为了满足工业现场应用严格的高确定性低延时传输要求,IEEE 802.1工作组提出了一系列链路层增强机制与流量策略的标准和规范,主要包括时钟同步、流量调度、可靠传输和集中式网络配置,将标准以太网扩展为时间敏感网络(TSN),提供确定性的以太网功能,可以对相互隔离的工业控制网络进行互连。
[0003]目前,TSN相关研究工作聚焦于时间敏感流量(TT流量),为了减少TT流量在调度过程中发生拥塞的情况,TSN相关研究者一般采用流量截止时间越小,优先级越高的方式进行调度。但是TT流量为周期性流量且调度过程中存在不确定性,可能会发生以下问题:(1)高优先级流量丢包引起低优先级流量等待高优先级流量排队;(2)当前周期和下一周期流量发生调度紊乱。因此就上述问题,目前相关研究提出了以下方法来解决:(1)较低优先级TT流量等待高优先级TT流量传输;(2)较低优先级TT流量通过帧在队列中逐次传输的方法等待高优先级TT流量,当高优先级TT流量到达优先级过滤器后,高优先级TT流量的排队延迟是该低优先级TT流量的当前正在传输帧的传输时间,即可以直接在当前发送帧之后传输。这两种方法虽然在一定程度上解决了上述问题。但是这两种解决方法 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种面向工业现场的时间敏感网络流量分级调度方法,其特征在于,包括如下步骤:S1,定义网络拓扑中各流量特征参数;S2,建立目标函数;S3,利用时间感知整型器TAS设计门控制列表GCL并在传输过程中通过各个约束条件规定流量的传输规则;S4,在传输过程中利用设计的影子队列方法对流量进行缓存调度;S5,利用Z3求解器求解得出最终优化结果。2.根据权利要求1所述一种面向工业现场的时间敏感网络流量分级调度方法,其特征在于,S1中,定义网络拓扑及各流量的物理符号,各个物理符号分别为:ε,S
i
,v,r
i
,T
i
,d
i
,q
a,b
,δ,L
i
,f
i,q,(a,b)
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i,a,b
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,l
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,HP,d
i,re
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,L
nw
,n
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,w,t
u
。3.根据权利要求1所述一种面向工业现场的时间敏感网络流量分级调度方法,其特征在于,S2中,建立最大化吞吐量的目标函数:其中,表示所有调度成功流量的大小总和;t
u
表示所有流量端到端总延时,并通过S4中设计的影子队列方法结合S3中的调度约束进行优化。4.根据权利要求1所述一种面向工业现场的时间敏感网络流量分级调度方法,其特征在于,S3中包括如下步骤:S31,在调度的开始阶段,为了确保第一个链路(t
i
,t
′
i
)上发送的帧在发送端t
i
的发送时间r
i
之后开始传输;在调度结束阶段,为了确保帧必须在截止时间d
i
之前完成传输,因此建立了帧约束条件:S32,为了防止链路上两个不同帧传输的时域同时重叠,即对于同一链路(a,b)上的每一对不同的帧q和w,流i中第q帧的传输必须在流j中第w帧的传输开始之前完成,因此建立了链路约束条件:φ
i,q,(a,b)
+αT
i
≥φ
j,w,(a,b)
+βT
j
+L<...
【专利技术属性】
技术研发人员:袁亚洲,苏永,于明帅,刘志新,马锴,关新平,
申请(专利权)人:燕山大学,
类型:发明
国别省市:
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