[发明专利]时间敏感网络中流量帧的路由规划调度方法及装置

权利要求书

1.一种时间敏感网络中流量帧的路由规划调度方法，其特征在于，包括：

获取时间敏感网络中起始节点发送的多个流量帧；

编码每个所述流量帧的调度顺序以及发送至目的节点的路由路径，初始化包含不同染色体的种群；

根据设置的适应度函数进行时隙分配并对染色体进行评估，对所述种群中的所述染色体进行选择、交叉、变异操作，不断迭代后，从新种群中选择适应度最高的染色体，并根据所述染色体确定所述流量帧的路由调度方案，其中，所述适应度函数的优化目标包括：压缩所述流量帧占用的时间资源，减少所述流量帧占用的链路数目，压缩所述流量帧的调度表条目；

所述压缩所述流量帧的调度表条目的方式，包括：

延迟当前调度的流量帧的传输，合并所述当前调度的流量帧和之前调度的流量帧的时间窗口，并在交换机出口端口打开门后的时间片中一次传输。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压缩所述流量帧的调度表条目的方式，包括：

延迟当前调度的流量帧的传输，合并所述当前调度的流量帧和之前调度的流量帧的时间窗口，并在交换机出口端口打开门后的时间片中一次传输。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流量帧为组播流或者广播流，并且所述路由路径满足路径约束；所述路径约束为不同流量帧副本不在同一交换机节点处汇合，允许在同一交换机节点处分离。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述适应度函数为：

其中，makespan为完成所有流量帧调度的时间，P为所有流量帧周期的最大值，links为所有流量帧占用路径的数目之和，|E|为网络拓扑中边的数目，entries为整个网络中所有核心边上占用的时间片数目之和，|E_s|为网络中核心边的数目，核心边是指不与终端相连的边，|S|是一个交换机允许的最大调度表条目的数目。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述编码所述流量帧的调度顺序以及发送至目的节点的路由路径，包括：

利用双层实数编码方式对染色体进行编码，其中，第一层实数表示流量帧的调度顺序、同一流量帧下的不同第二层实数表示到达不同目的节点的路由路径的路径索引。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对种群进行交叉操作，包括：

随机生成两个交叉点；

将第一个父代染色体的所述两个交叉点之间片段完整的遗传到子代染色体中的对应位置；

将第二个父代染色体的第一层实数组成的序列依次遗传到所述子代染色体中的其他位置，子代染色体中已经存在的实数不再遗传；

从到达所述目的节点的候选路径中选择距离最短的路径索引作为遗传自所述第二个父代染色体的第一层实数对应的第二层实数。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对种群进行变异操作，包括：

随机生成两对变异点，并将每对变异点位置的第一层实数中的每对实数交换位置；

从到达所述目的节点的候选路径中随机选择路径索引作为交换位置的两对实数对应的第二层实数。

8.一种时间敏感网络中流量帧的路由规划调度装置，其特征在于，包括：

获取模块，被配置为获取时间敏感网络中起始节点发送的多个流量帧；

编码模块，被配置为编码每个所述流量帧的调度顺序以及发送至目的节点的路由路径，初始化包含不同染色体的种群；

确定模块，被配置为根据设置的适应度函数进行时隙分配并对染色体进行评估，对所述种群中的所述染色体进行选择、交叉、变异操作，不断迭代后，从新种群中选择适应度最高的染色体，并根据所述染色体确定所述流量帧的路由调度方案，其中，所述适应度函数的优化目标包括：压缩所述流量帧占用的时间资源，减少所述流量帧占用的链路数目，压缩所述流量帧的调度表条目；

所述压缩所述流量帧的调度表条目的方式，包括：

延迟当前调度的流量帧的传输，合并所述当前调度的流量帧和之前调度的流量帧的时间窗口，并在交换机出口端口打开门后的时间片中一次传输。