[发明专利]一种基于门控制的可变比特速率业务调度方法

说明书

一种基于门控制的可变比特速率业务调度方法，首先根据恒定比特速率业务特征，计算恒定比特速率业务的链路传输时间，确定基本传输窗口，然后在基本传输窗口时间内通过统计预测获得可变比特速率业务的平均速率，进而得到可变比特速率业务相应的链路传输时间，最终动态调整基本传输窗口的大小，确定支持可变比特速率业务的调度窗口时间，生成一种同时支持恒定比特速率和可变比特速率业务传输的门控制列表，实现两种类型时间敏感业务的混合实时调度和确定性传输，降低时间敏感业务的传输时延。

技术领域

本发明涉及一种基于门控制的可变比特速率业务调度方法，属于通信技术领域。

背景技术

时间敏感网络交换与传统的存储转发式交换相比，在网络交换与传输资源不足甚至网络拥塞情况下，能够为不同优先级的时间敏感业务队列提供实时性和确定性传输。这种业务调度的特性通过门控制机制实现，门控制包含有多个门结构和一个门控制列表，如图1所示。其中门的数量与设备中的队列数量相等，每个队列后都接入一个门结构。利用门控制列表配置和改变门结构的开关状态来控制不同队列的输出和阻塞操作，从而保障了时间敏感业务队列的低时延传输。

目前采用门控制机制进行时间敏感业务调度的研究现状为：

(1)已经公布的时间敏感网络标准(IEEE 802.1Qbv)中提出了门控制调度机制，但没有给出明确的门控制列表的求解方式，即如何生成门控制列表对门结构进行控制完成时间敏感业务的调度；

(2)已有的研究文献中仅对单一队列的同一种数据包的应用场景下的门控制列表进行了研究；同时所研究的时间敏感业务队列为速率固定、周期固定的恒定比特速率业务(CBR)，缺乏不同数据帧长度和不同传输周期的可变比特速率业务(VBR)的研究。

但在时间敏感网络交换的空间应用中，时间敏感业务不仅具有恒定比特速率业务，同时具有突发的可变比特速率业务，两种时间敏感业务并存对如何生成门控制列表从而进行实时性和确定性调度造成很大挑战；而且当前的时间敏感业务调度方法不能适应可变比特速率业务场景的传输需求，尤其是空间应用环境中不同类型的突发业务的实时传输需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于门控制的可变比特速率业务调度方法，首先根据恒定比特速率业务特征，计算恒定比特速率业务的链路传输时间，确定基本传输窗口，然后在基本传输窗口时间内通过统计预测获得可变比特速率业务的平均速率，进而得到可变比特速率业务相应的链路传输时间，最终动态调整基本传输窗口的大小，确定支持可变比特速率业务的调度窗口时间，生成一种同时支持恒定比特速率和可变比特速率业务传输的门控制列表，实现两种类型时间敏感业务的混合实时调度和确定性传输，降低时间敏感业务的传输时延。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：

一种基于门控制的可变比特速率业务调度方法，包括如下步骤：

S1、获取恒定比特速率业务的速率值和帧长；

S2、根据恒定比特速率业务的速率值和帧长、流入系统的恒定比特速率业务流速率与链路容量的最大公约数，确定基本带宽单元的数据长度；

S3、根据基本带宽单元的数据长度、输出链路速率，确定基本传输窗口；然后利用基本传输窗口、每种恒定比特速率业务流的传输时间，确定每种恒定比特速率业务包含的基本传输窗口的个数；

S4、计算可变比特速率业务流量均值；

S5、根据可变比特速率业务流量均值、基本带宽单元数据在输出链路上的最小传输时间、流入系统的恒定比特速率业务流速率与链路容量的最大公约数、每种恒定比特速率业务流的传输时间，计算可变比特速率业务到来后的传输时间窗口；

S6、确定任一队列调度周期；