[发明专利]基于时隙预分配的AVB流带宽分配方法、装置及介质

说明书

本发明公开了一种基于时隙预分配的AVB流带宽分配方法、装置及介质，其中方法包括：获取需要传输的流量数据，包括流量的周期，传输时间，传输截止期限，到达网络节点的时间，确定需要进行时隙分配的周期数，按照流量调度机制为需要传输的AVB流预先分配时隙；根据时隙分配的结果获得每个周期中保护带时隙A类流和B类流信用值；根据每个保护带时隙的AVB队列信用值，得到满足每个周期内AVB流最低传输要求的带宽参数；以第1个周期保护带时隙之前传输的最后一条流的类型作为参考，确定最终带宽参数。本发明考虑了AVB流的传输调度顺序，基于每个调度周期中AVB队列流量的最小信用值需求获取带宽分配结果，计算方式简单。本发明可广泛应用于网络通信技术领域。

技术领域

本发明涉及网络通信技术以及工业互联网领域，尤其涉及一种基于时隙预分配的AVB流带宽分配方法、装置及介质。

背景技术

时间敏感网络(Time Sensitive Network，TSN)作为新一代以太网技术，因其能够保障时间敏感流量的低延迟和低抖动传输，在工业控制、车载网等领域发挥着越来越重要的作用。IEEE时间敏感网络工作组制定了一系列协议来保障时间敏感流量的确定性传输。例如IEEE 802.1AS提出精确时间协议(general precise time protocol，gPTP)来保证全局网络的时钟统一，在此基础上采用IEEE 802.1Qbv定义的时间感知整形器(time-awareshaper，TAS)对时间触发(time triggered，TT)流进行精准调度，以及IEEE 802.1Qav定义的基于信用整形(Credit-Based Shaper，CBS)机制用以传输音视频桥接流(audio videobridging，AVB)。在TSN中，AVB流主要基于CBS传输，仅当AVB队列的信用值非负时该队列流量才能传输，而队列信用值的变化受到逻辑带宽参数IdleSlope的控制。如果IdleSlope过小，流量就会在队列中排队等待信用值的恢复从而造成过多的延迟；如果IdleSlope过大，则会导致流量的过多累积，影响后级节点的传输，所以为了在有限的带宽资源下最大限度的保障AVB流量传输性能以及提升带宽利用率，合理配置端口的逻辑带宽IdleSlope是十分有意义的。

然而现有关于CBS中带宽参数IdleSlopeA/B的配置主要采取两种方式：1、基于网络演算进行AVB流的最坏时延分析，然后采用启发式算法进行带宽求解；2、基于数据速率比计算带宽参数。现简单介绍如下：

现有技术一：基于网络演算进行AVB流的最坏时延分析，然后采用启发式算法进行带宽求解。

原理：基于网络演算分析AVB流的最坏传输时延，然后设置目标函数和相关约束条件，采用启发式算法求解满足约束的带宽值。

缺点：网络演算总是从最坏的情况下分析AVB流的传输情况，但是在实际传输过程中，最坏情况发生的概率比较低，因此其悲观程度较大，且其目标函数和约束较为复杂，不一定有最优解，影响AVB流传输调度。

现有技术二：基于数据速率比计算带宽参数。

原理：考虑到AVB流的软实时特性，所以即使AVB流传输超过其截止时间也不会造成系统故障，因此现有方法根据AVB流的数据速率比(负载/周期)计算带宽参数IdleSlopeA/B。

缺点：该方法根据网络中传输的流量特性计算出所需要预留的带宽参数，由于仅关注流量的特性，而忽略了AVB流的调度顺序，所得带宽使得网络中带宽利用率较低。

综上所述，现有关于AVB流带宽分配的方法，要么带宽求解复杂，影响AVB流的带宽分配结果，要么由于没有考虑AVB流调度顺序导致带宽利用率低。

发明内容

为至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一，本发明的目的在于提供一种基于时隙预分配的AVB流带宽分配方法、装置及介质。

本发明所采用的技术方案是：