[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

说明书

本公开实施例公开了一种时间敏感网络中流量帧的路由规划调度方法及装置。所述方法包括：获取时间敏感网络中起始节点发送的流量帧；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，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。该技术方案在流初始调度的时候就考虑时隙的选择，通过延迟流的发送将不同流的时间窗口合并，在交换机出口端口一次打开门的过程中传输多个流，在满足时间敏感网络中流传输端到端时延的基础上，减少带宽浪费。

技术领域

本公开涉及网络通信技术领域，具体涉及一种时间敏感网络中流量帧的路由规划调度方法及装置。

背景技术

时间敏感网络(TSN：Time Sensitive Networking)消除了标准以太网中由于流量“拥堵”导致的不确定性，为标准以太网增加了确定性和可靠性；允许时间紧迫和尽力而为流量在同一网络上共存，从而节省了成本并保留了向后兼容性。在IEEE802.1Qbv中定义了对计划流量调度的增强机制，即网络部署之前，根据实时流的时序参数和网络结构生成静态调度表，交换机根据预先计算的门控列表(GCL：Gate Control List)对实时流量进行调度以实现确定性、低延迟和低抖动通信。尽管该协议能够解决确定性和低时延的问题，但是却没有解决GCL的计算问题。在TSN中由GCL合成引起的调度问题是NP-hard的，由于调度问题的复杂性，通常离线计算端口的GCL来进行调度。

现有的专利/技术方案中，与本专利所提出的技术较为接近的有：

CN111327540A：一种工业时间敏感网络数据确定性调度方法。本发明涉及一种工业时间敏感网络数据确定性调度方法，属于工业网络技术领域，包括：S1：TSN管理网络为各工业以太网设备发送的数据帧分配优先级；S2：根据数据帧特征参数定义工业数据特性；S3：在工业TSN交换机的出端口建立数据调度模型，由数据帧分配模块、缓冲队列以及数据帧调度模块组成；数据帧分配模块根据帧特征参数将缓冲队列分成8个调度队列；S4：数据帧被分配进入不同的调度队列；S5：根据数据帧确定性和实时性要求的不同，对各调度队列采用不同的整形机制；S6：数据帧调度模块对数据帧进行输出调度。本发明保证了工业CDT类数据传输的确定性和实时性，并可有效降低SR类数据的抖动，同时也允许BE类数据的传输。

CN111740924A：一种时间敏感网络门控机制流量整形与路由规划调度方法。本发明公开了一种时间敏感网络门控机制流量整形与路由规划调度方法，涉及有线通信网络技术领域。根据实时需求和优先级的高低先对周期性的TC流进行路由和传输联合调度，在不影响TC流确定性实时传输的前提下再进行非TC流的通信传输调度；根据TC队列GCL设计以及GCL循环空闲时段规划，生成各个交换机端口输出队列GCL，并基于TC流和非TC流的最优通信传输路径集，生成混合流量传输的最优联合调度方案，通过相关的配置软件生成交换机端口和终端设备的配置文件，配置到各个交换机以及终端设备上。本发明在保证具有不同实时需求的多周期TC流确定性实时传输前提下，尽可能提高非TC流的通信传输性能，避免通信资源浪费以及可调度解空间下降问题。

CN111935034A：用于时间敏感网络的流预留方法、系统和计算机设备。本发明提供了一种用于时间敏感网络的流预留方法、系统和计算机设备。其中流预留方法包括，网桥根据发端声明报文获取发送终端申请的第一预留带宽信息，并将根据所述第一预留带宽信息得到的预留声明报文转发给若干个接收终端；和/或所述网桥根据接收终端的收端声明报文获取第二预留带宽信息，并将根据所述第二预留带宽信息得到的反馈声明报文转发给若干个所述发送终端。网桥根据发送终端发送的TSN流的相关信息以及端口可获得的传输资源，进行带宽资源调度以及流预留操作，无论在带宽紧缺还是充裕的条件下，均可以充分利用网桥的带宽资源，在避免碰撞且保障TSN流传输性能的同时，提高网桥带宽利用率及其服务效率。