[发明专利]工业互联网中基于优先级的业务实时编排方法

说明书

本发明涉及工业互联网中基于优先级的业务实时调度方法，该方法中首先将业务进行分类，然后根据优先级的高低让通信双方发送带时间戳的报文，从而根据时间戳实时计算工业互联网中端到端延时。该方法操作简单，容易实现，且适用范围广。

技术领域

本发明涉及工业互联网领域，具体涉及一种工业互联网中基于优先级的多业务实时编排方法。

背景技术

随着工业化与信息化的深度融合，智能制造业加速了新一代网络信息技术与制造业的深度融合，也使得当前工业互联网建设如火如荼。建设工业互联网的目的在于打通工业产业链上的所有生产要素，并推动形成全新的工业生产制造体系，营造智能化的产业服务环境。由于工业互联网与生产制造紧密相关，建设工业互联网的难点技术在于构建一个具备普适性与可靠性的网络，从而用于多种生产场景。兼备适应性与可靠性的网络的一个重要指标是网络延时可预测、可确定。

当前的信息化网络架构主要以通用以太网技术完成多设备间的数据传输，实现共享网络基础设施，但各设备间的数据传输存在抖动的问题，无法实现良好的实时稳定的数据传输。而随着以太网技术在现有的工业网络中的深度应用，为了保证业务的稳定可靠，通信双方需要准确知道各链路上的延迟。只有实现通信中的延时可测量、可预测，才能实现业务稳定可靠地传输，实现IT与OT在传输机制上的统一，使得IT与OT的融合得到了真正的实现。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种工业互联网中基于优先级的多业务实时编排方法，通过业务类型分类、路径时延准确估计，实现业务的实时正确调度。

本发明的目的通过如下的技术方案来实现：

一种工业互联网中基于优先级的业务实时调度方法，该方法具体包括如下步骤：

S1：确定工业互联网中当前时间段内的业务类型，并对业务类型按照优先级从高至低分别定义为确定性时延业务、非确定性低时延业务、非确定性无时延要求的普通业务；

S2：将三种业务类型分别映射至8个以太网优先级中的一个或几个，并发送到IEEE802.1Qci的时间感知调度程序，将以太网网络上的流量通过过滤策略形成不同的流，为各个业务类型分配各自的时间片，保证在有限的时间内为高优先级的确定性时延业务类型授予以太网传输介质的独占使用权，通过建立特定时间段的虚拟通信信道，将时延需求最高的关键通信业务与非关键的背景业务分离开来。

S3：首先处理确定性时延业务，确定性时延业务的主从时钟按频率发起通信，实时测量通信双方的时钟偏差，并通过补齐该偏差实现通信双方的时钟同步，具体如下：

(1)通信双方首先明确主从时钟身份，主时钟利用组播发送的方式，向从时钟发送Sync 报文，记录发送时间τ₁；

(2)当从时钟收到该Sync报文后，从时钟按自己的时钟系统记录接收时间为τ₂；

(3)主时钟继续发送Follow_Up报文，该报文中含有Sync报文的发送时间τ₁；

(4)从时钟以单播的形式向主时钟发送Pdelay_Req报文，记录发送时间τ₃；

(5)主时钟收到该报文后记录报文的接收时间τ₄；

(6)主时钟以单播的形式回复Pdelay_Resp报文，从时钟获得时间τ₄；由此计算得到通信双方的主从时钟偏差为[(τ₂-τ₁)-(τ₄-τ₃)]/2；

(7)通过补齐所述的的主从时钟偏差实现通信双方的时钟同步；

S4：处理非确定性低时延业务，在各个设备之间的每个链路上激活对帧抢占的支持，具体如下：