【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及工業互聯網領域，具體涉及到一種基于網絡演算的tsn網絡帶寬參數預分配方法。
技術介紹
1、隨著工業自動化的快速發展,云霧自動化作為一種將通信、計算和控制無縫集成的架構應運而生。時間敏感網絡(tsn)在支持云霧自動化中的確定性通信方面發揮著關鍵作用。時間敏感網絡是ieee?802.1工作組的時間敏感網絡任務組開發的一組標準，可以使得時間關鍵性通信得到實時性保障。時敏網絡支持在單個網絡中集成多種信息流量類型，其中信息流根據實時性要求被分為三類，分別是tt流、avb流和be(best-effort)流，實時性要求逐漸降低。時間感知整形器(tas)通過預留完全獨立的傳輸窗口來保證tt流的低傳輸延遲。基于信用整形器(cbs)的目的是避免低優先級信息流的阻塞。隊列中的avb信息幀是否可以傳輸不止受到隊列門開關的控制，也受到cbs整形器的影響。只有當avb信息幀所在的隊列門打開并且cbs整形器允許其傳輸時，此avb信息幀才可以傳輸。如何在考慮tt流量的固定時隙的條件下，給avb流量分配合適的帶寬參數，在保證流量端到端延遲界限的要求下盡可能節約帶寬資源，仍是一個開放性的問題。
2、針對tas-cbs整形器下avb流量的帶寬參數分配問題，傳統方法通常采用通過持續的最壞延遲分析技術的結果反饋來逐步修正帶寬分配參數。然而，這樣的方法需要龐大的計算時間，并且通常會造成較大的帶寬資源浪費。如何解決傳統方法在tsn網絡參數分配時所存在的計算時間長，帶寬利用率低的缺陷，是本專利技術需要解決的問題。
技術實
1、本專利技術主要解決傳統方法在tsn網絡參數分配時所存在的計算時間長，帶寬利用率低的缺陷，本專利技術公開了一種基于網絡演算的tsn網絡帶寬參數預分配方法和裝置。
2、本申請實施例第一方面，公開了一種基于網絡演算的tsn網絡帶寬參數預分配方法，包括：
3、s1，獲取得到tsn網絡的參數信息集合；所述tsn網絡，為時間敏感網絡；
4、s2，對所述參數信息集合進行流量建模處理，得到avb流量的聚合到達曲線和剩余服務曲線；
5、s3，對所述聚合到達曲線和剩余服務曲線進行求解處理，得到tsn網絡的帶寬分配參數。
6、所述tsn網絡，包括若干個相互連接的節點；每個節點包括若干個端口；
7、所述參數信息集合，包括tsn網絡的節點信息、流經各個節點的流量信息、鏈路速率c、tsn網絡中的tt流量信息集合和avb流量信息集合；
8、所述tt流量信息集合，包括流量序號、幀長、端到端延遲界限傳播路徑、最小幀間隔、各端口處tt流量的調度時間表；所述調度時間表，包括tt流量在端口的傳輸窗口的起始時間和結束時間，以及流量序號；
9、所述avb流量信息集合，包括流量序號、幀長、端到端延遲界限傳播路徑、最小幀間隔；
10、所述tsn網絡中的流量類型，包括tt流量和avb流量。
11、所述對所述參數信息集合進行流量建模處理，得到avb流量的聚合到達曲線和剩余服務曲線，包括：
12、s21，對所述參數信息集合進行統計處理，得到流經各個節點的tt流量序號和avb流量序號、tt流量的超周期；所述超周期，為tt流量的最小幀間隔的最小公倍數；
13、s22，對所述參數信息集合進行局部延遲計算處理，基于各端口處的流量速率分解流量的端到端延遲界限，得到流量局部延遲界限；
14、s23，對所述參數信息集合、各端口處的流量速率和流量局部延遲界限進行曲線建模處理，得到avb流量的聚合到達曲線和剩余服務曲線。
15、所述對所述參數信息集合進行局部延遲計算處理，基于各端口處的流量速率分解流量的端到端延遲界限，得到流量局部延遲界限，包括：
16、s221，利用端口流量計算模型，對所述參數信息集合進行計算處理，得到各端口處的流量速率；
17、s222，利用局部延遲界限計算模型，對各端口處的流量速率進行計算處理，得到各個端口處的流量局部延遲界限。
18、所述端口流量計算模型的表達式為：
19、
20、其中，是流經端口h的優先級為mi的avb流量集合，lf是流量f的幀長，pf是流量f的最小幀間隔，為優先級為mi的端口h的avb流量速率，為流經端口h的tt流量速率，ftt(h)為流經端口h的tt流量集合。
21、所述局部延遲界限計算模型，包括：
22、構建得到局部延遲界限方程；所述局部延遲界限方程的表達式為：
23、
24、其中，ω為待求解的局部延遲界限因子，表示流量f的端到端延遲界限，ρ∑為流量f的端到端的路徑上經過的所有端口的流量速率的和，通過對和按照端口h進行求和得到，為待求解的優先級為mi的avb流量f在端口h處的端到端延遲界限，rf表示流量f的端到端的路徑上經過的所有端口的集合；
25、對所述局部延遲界限方程進行求解，得到ω和
26、對所述端到端延遲界限進行延遲取最小計算處理，得到優先級為mi的所有avb流量在端口h處的流量局部延遲界限。
27、所述延遲取最小計算處理的表達式為：
28、
29、其中，表示優先級為mi的所有avb流量在端口h處的流量局部延遲界限。
30、所述對所述參數信息集合、各端口處的流量速率和流量局部延遲界限進行曲線建模處理，得到avb流量的聚合到達曲線和剩余服務曲線，包括：
31、s231，構建得到流量f在端口處的到達曲線的計算表達式，所述計算表達式為:
32、
33、其中，為在t時間內avb流量f到達端口h的前一端口h-處的第一數據量函數，在起始端口h0處，t時間內avb流量f到達端口h0的第一數據量，即到達曲線可表示為：根據進行逐項推導得到，代表流量f在端口h0處的突發度，代表流量f在端口h0處的流量速率。代表在流量f路徑上端口h的前一端口h-處的到達曲線表達式，代表流量f在端口h-處的流量局部延遲界限；代表在流量f路徑上端口h處的到達曲線表達式；
34、s232，構建得到鏈路整形曲線和cbs整形曲線；
35、s233，基于所述鏈路整形曲線和cbs整形曲線，構建得到avb流量的聚合到達曲線和剩余服務曲線；
36、所述鏈路整形曲線，包括自變量t和因變量所述鏈路整形曲線的因變量的計算表達式為:
37、
38、其中，c代表鏈路速率，代表端口h-到端口h中優先級為mi的流量的最大幀長度,表示t時間內avb流量f在端口h-到端口h的鏈路整形曲線因變量值；所述鏈路整形曲線上的點的橫坐標和縱坐標，分別為自變量t和因變量
39、所述cbs整形曲線，包括自變量t和因變量所述鏈路整形曲線的因變量的計算表達式為：
40、
41、其中，為端口h-處優先級為mi的avb流量的帶寬分配參數，和分別為端口h-處本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于網絡演算的TSN網絡帶寬參數預分配方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的基于網絡演算的TSN網絡帶寬參數預分配方法，其特征在于，所述TSN網絡，包括若干個相互連接的節點；每個節點包括若干個端口；
3.如權利要求2所述的基于網絡演算的TSN網絡帶寬參數預分配方法，其特征在于，所述對所述參數信息集合進行流量建模處理，得到AVB流量的聚合到達曲線和剩余服務曲線，包括：
4.如權利要求3所述的基于網絡演算的TSN網絡帶寬參數預分配方法，其特征在于，所述對所述參數信息集合進行局部延遲計算處理，基于各端口處的流量速率分解流量的端到端延遲界限，得到流量局部延遲界限，包括：
5.如權利要求4所述的基于網絡演算的TSN網絡帶寬參數預分配方法，其特征在于，所述端口流量計算模型的表達式為：
6.如權利要求5所述的基于網絡演算的TSN網絡帶寬參數預分配方法，其特征在于，所述局部延遲界限計算模型，包括：
7.如權利要求6所述的基于網絡演算的TSN網絡帶寬參數預分配方法，其特征在于，所述延遲取最小計算處理的表達式為
8.如權利要求5所述的基于網絡演算的TSN網絡帶寬參數預分配方法，其特征在于，所述對所述參數信息集合、各端口處的流量速率和流量局部延遲界限進行曲線建模處理，得到AVB流量的聚合到達曲線和剩余服務曲線，包括：
9.如權利要求8所述的基于網絡演算的TSN網絡帶寬參數預分配方法，其特征在于，所述對所述聚合到達曲線和剩余服務曲線進行求解處理，得到TSN網絡的帶寬分配參數，包括：
10.如權利要求9所述的基于網絡演算的TSN網絡帶寬參數預分配方法，其特征在于，所述端口最小帶寬分配參數求解模型，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種基于網絡演算的tsn網絡帶寬參數預分配方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的基于網絡演算的tsn網絡帶寬參數預分配方法，其特征在于，所述tsn網絡，包括若干個相互連接的節點；每個節點包括若干個端口；
3.如權利要求2所述的基于網絡演算的tsn網絡帶寬參數預分配方法，其特征在于，所述對所述參數信息集合進行流量建模處理，得到avb流量的聚合到達曲線和剩余服務曲線，包括：
4.如權利要求3所述的基于網絡演算的tsn網絡帶寬參數預分配方法，其特征在于，所述對所述參數信息集合進行局部延遲計算處理，基于各端口處的流量速率分解流量的端到端延遲界限，得到流量局部延遲界限，包括：
5.如權利要求4所述的基于網絡演算的tsn網絡帶寬參數預分配方法，其特征在于，所述端口流量計算模型的表達式為：
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