1.时间敏感网络中的资源分配方法,其特征在于:包括以下步骤:一、网络拓扑建模为一个有向图G(V,E);其中,V≡(ES∪SW)代表拓扑中节点的集合,包含终端系统ES和交换机SW;E≡{(i,j)|i,j∈V},代表节点i到节点j物理连接的集合;
二、淘汰不符合hic≤DAVB的路线;hi代表第i条路径的跳数,c代表一个节点的发送时延和一条链路的传播时延之和,即节点间的固定延时,DAVB代表AVB流量的最大延迟时间;
三、检测各路径各节点的流量转发速率 转发速率 可用 计算;
表示第i条路径上第k个节点的转发速率, 表示第i条路径的第k个节点一段时间内流出的数据帧长度,Δt代表时间间隔;
四、制定目标函数和输出函数,目标函数为最小化AVB流量的抖动,输出函数为每条路径分配的流量数目;目标函数:
其中,
用来表示第i条路径上AVB流第m帧的延时,其计算公式为:其中,hic代表第i条路径上的固定时延, 代表第i条路径上的排队时延;交换机采用先进先出排队范例,并且严格遵循优先级,因此,优先级高的流量优先传输,相同优先级的流量的传输顺序取决于到达顺序; 代表在第i条路径流量进入第k个节点时已经存在于该节点的TT数据帧数量,且每帧长度为pTT; 代表在第i条路径流量进入第k个节点时已经存在于该节点的AVB数据帧,每帧长度为pAVB;Ri代表第i条路径的转发速率;输出函数:
根据每条路径的延时进行分配,延时与分配的流量数目成反比; 分别代表AVB帧、TT帧在第i条路径上的分配数目,nAVB、nTT分别代表AVB帧、TT帧在发送端将要发送的数量;
五、根据步骤四的目标函数制定约束条件:AVB流量需在最大延时时间内完成传输,并且流量的延时为最后一帧的到达时间与第一帧发送时间之差,所以需满足
DAVB代表AVB流量允许的最大延迟时间, 代表第i条路径上AVB流量第m帧的延时;
TT流量作为优先级更高的流量,也应在最大延时时间内完成传输,假设第i条路径上每个TT流包含z帧,同理需满足
其中,
DTT代表TT流量允许的最大延迟时间, 代表第i条路径上TT流量第n帧的延时; 代表在第i条路径流量进入第k个节点时已经存在于该节点的TT数据帧数量,且每帧长度为pTT;
通过目标函数和约束函数,使得各路径达到一种均衡状态,最终使得AVB流量抖动最小;
六、上述步骤可求解出;在当前可行性路径中,可使AVB抖动最小的各路径资源分配的解;此时,再去寻找跳数最多的路径,并把该路径在可行性解决方案中去除,此时剩余p‑1条路径;重复进行步骤二至步骤六,反复迭代产生p(1≤p≤r)个解,并选取最优解,输出AVB流量抖动最小时各路径的流量分配;
七、记录在动态变化中每轮计算产生的解,作为样本空间,样本空间的数量上限设定为O;当O到达上限时,最新的解将覆盖最旧的解;每一个样本包含历史TT帧数目Ex、AVB帧数目Fx到各路径分配的流量数量的映射(1≤x≤O),在动态变化的网络中,每次发送的数据帧数量是实时变化的,每个样本可由(Ex,Fx)表示;
假设当前将要发送的TT流量数目为E、AVB流量数目为F,用坐标(E,F)表示;根据训练样本,建立二维直角坐标系,采用欧式距离公式:求解出K个与(E,F)最近的点,再采用高斯函数:求得K个点中每个点的权重Wx,距离(E,F)越近,权重就越大;K的取值与样本空间上限O相关,并且高斯函数中可取a=1,b=0,c=10;进而计算出加权后的距离:根据min|d‑dx|寻找与(E,F)最相似的点,把最相似点的每条路径分配数量作为迭代初值,继续重复步骤二至步骤六,可减小迭代次数,加快求解速度。
2.根据权利要求1所述的时间敏感网络中的资源分配方法,其特征在于:步骤三中,转发速率 可通过计算节点一段时间内转发速率的均值作为该节点的转发速率,并取各路径上各节点转发速率的最小值作为该路径的转发速率,即