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申请/专利权人：北京邮电大学

摘要：本发明公开了一种大规模确定性网络中基于网络边缘流量整形调度方法，其中，该方法包括：根据业务流信息拓展特征，采用预路由方式，在最短路径集合中的局部最优路径作为规划路由，以链路负载均衡；以及，基于规划路由，设计网络边缘流量整形的接入业务流控制方式，输出边缘接入业务流时隙偏移量；基于规划路由和边缘接入业务流时隙偏移量，根据边缘网络流量整形机制，设计基于边缘流量整形的确定性调度方式，实现广域网中的确定性服务。本发明通过一种基于网络边缘流量整形的调度方法进行业务流接入时隙偏移量的控制，以及采用链路负载均衡权衡的预路由方式，联合实现了大规模确定性网络有界端到端时延与零丢包传输。

主权项：1.一种大规模确定性网络中基于网络边缘流量整形调度方法，其特征在于，包括以下步骤：S1,根据业务流信息拓展特征，采用预路由方式，在最短路径集合中的局部最优路径作为规划路由，以链路负载均衡；以及，基于所述规划路由，设计网络边缘流量整形的接入业务流控制方式，输出边缘接入业务流时隙偏移量；S2,基于所述规划路由和边缘接入业务流时隙偏移量，根据边缘网络流量整形机制，设计基于边缘流量整形的确定性调度方式，实现广域网中的确定性服务所述方法，还包括：在核心网部分沿用CSQF的分段路由与周期具化的方式进行循环排队转发；在网络边缘部分，根据接入流量的多种特性，指定注入大规模网络的每条流的起始时间；所述方法，还包括：1通过终端的上层应用确定性业务流的端到端时延需求以及预路由方式获取显式路由的端到端时延，判断路径所承载的链路资源是否可调度，若可调度则执行3获取相应调度路径与节点转发参数，若不可调度则执行2，进行业务流边缘接入控制；2对不可调度业务流，进行起始时刻的随机偏移，偏移时刻设置限制在单流的一个发送周期内，起始时刻的时间偏移纳入业务流的端到端时延内，需满足上层应用限制条件；3获取业务流的起始偏移时刻后得到满足调度条件的调度路径、段路由标签与周期转发参数，实现满足最坏端到端时延需求的调度方案；4判断当前时间敏感业务流调度方案是否满足局部最优解，若在限制约束条件内满足局部最优解解则执行5，否则通过贪心策略，迭代求解时间敏感流接入时间偏移量，重复执行2；5根据局部最优解的调度方案的参数，通过CSQF实现业务流的调度与配置下发；所述S1，包括：中心网络控制器通过接收网络拓扑信息与时间敏感流特征参数对确定性显式路径进行预路由规划；根据时间敏感业务流数据包的源地址、目的地址、端到端的时延上界、链路上负载流数目进行加权计算，以选择所有最短路径集合中的局部最优路径以作为规划路由；所述S1，具体包括：S1.1,中心网络控制器通过API接口发现并连接终端设备；其中，所述网络拓扑信息包括：网络拓扑结构、链路容量上限、链路传播距离、设备端口传输速率；所述时间敏感流特征参数包括：数据包发送周期、数据包数量、最坏时延要求和目的源地址信息；S1.2,根据网络现有链路负载情况，每添加一条调度流，对时间敏感流的平均端到端时延、路由跳数、链路流负载状态对时间敏感流进行加权排序，选择权重阈值路径作为调度路径；S1.3,重复执行S1.2，直至所有时间敏感业务流都完成预路由调度；S1.4,若无新时间敏感流需要增量调度则缓存当前预路由表，若有新时间敏感流需要增量调度则再执行S1.2；所述S2，包括：S2.1,通过边缘网络流量整形机制，在最坏的端到端时延容忍范围内，设置时间敏感流的时间偏移量；S2.2，通过边缘网络流量整形的调度算法，为接入网络的流量进行时隙偏移与流量整形，结合预路由确定性路径，完成时间敏感流的确定性调度；所述S2.1，包括：S2.11,通过终端的上层应用确定性业务流的端到端时延需求以及预路由方式获取显式路由的端到端时延，判断路径所承载的链路资源是否可调度，若可调度则执行S2.13获取相应调度路径与节点转发参数，若不可调度则执行S2.12，进行业务流边缘接入控制；S2.12,对不可调度业务流，进行起始时刻的随机偏移，偏移时刻设置限制在单流的一个发送周期内，起始时刻的时间偏移纳入业务流的端到端时延内；S2.13,获取业务流的起始偏移时刻后得到满足调度条件的调度路径、段路由标签与周期转发参数；S2.14,判断当前时间敏感业务流调度方案是否满足局部最优解，若在限制约束条件内满足局部最优解解则执行S2.15，否则通过特定策略，迭代求解时间敏感流接入时间偏移量，重复执行S2.12；S2.15,根据局部最优解的调度的参数，通过CSQF实现业务流的调度与配置下发；所述S2.2，包括：S2.21，对待调度流进行初始化，通过流特征信息与网络拓扑信息，求得最短简单路径集合；S2.22，从所述最短简单路径集合中加权求得每条时间敏感流的局部最优调度路径，获取权重值最小的路径作为局部最优解；S2.23，对待调度流集合进行边缘流量整形，通过贪婪算法求得每条流的局部最优时间偏移量，将所述待调度流集合分为调度成功流与调度失败流；其中，通过交叉迭代的方式，随机获取数值小于或者等于业务流周期的时隙值作为时间偏移量；S2.24，迭代进行边缘流量整形，将S2.23中的调度失败流作为待调度流，根据时间敏感流的发包频率，数据包数量进行加权，按照权重分布逐流调度；S2.25，重复S2.24的迭代计算，直到完成最大迭代轮次或完成全部时间敏感流的调度，得到全局时间敏感流的时隙偏移量与路由方式。

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百度查询： 北京邮电大学 一种大规模确定性网络中基于网络边缘流量整形调度方法