[发明专利]一种周期性流表的基于小根堆的时间有序访问控制方法

说明书

本发明提供了一种周期性流表的基于小根堆的时间有序访问控制方法。该方法包括：将时间敏感网络中的周期性流表调整为堆状态机形式，所述堆状态机中的一个节点对应周期性流表中的一个表项，所述堆状态机中的任一父节点的发送时间小于其左孩子和右孩子的发送时间，堆顶节点的发送时间最小；在所述堆状态机的堆顶节点的发送时间到达后，将所述堆顶节点对应表项的数据流发送出去。本发明的周期性流表的基于小根堆的时间有序访问控制方法解决了周期性流表重复表项的问题，该方法适合中、小规模的周期性流表进行时间有序的访问控制，比如1024条数据流以下的时间敏感网络。

技术领域

本发明涉及计算机网络的确定性实时传输领域，尤其涉及一种周期性流表的基于小根堆的时间有序访问控制方法。

背景技术

时间敏感网络(Time-SensitiveNetworking，简称TSN)由IEEE 802.1 TSN Group在2012年提出并标准化，业已成为工业互联网基础设施转型升级的重要研究方向，被学术界和工业界广泛接受。周期性流表是TSN实现确定性实时传输的核心配置信息。周期性流表通常包含窗口(w_i，即窗口持续的时间)、开始时间(o_i，即窗口开始时间)、数据流(f_i，即窗口持续时间内需要传输的调度报文)等表项。流表以开始时间为序，依次执行，在开始时间o_i打开数据流f_i对应队列的开关，在窗口持续时间w_i内发送该数据流的报文，当窗口持续时间耗尽，队列开关关闭，这时别的队列开关打开，发送其它数据；当流表执行完最后一个表项，又从第一个表项开始，周期性地循环；流表的循环周期是所有数据流周期的最小公倍数(Least Common Multiple，简称LCM)，称为宏周期。TSN通过周期性流表控制不同队列的门控开关，实现实时数据流在精准的时间内发送，从而保证数据传输的确定性和实时性。

上述现有技术中周期性流表的访问控制方法的缺点为：会导致表项的重复，图1示意了3条数据流的例子，3条数据流的宏周期为4ms，在宏周期内，数据流f₁出现了4次，f₂出现了2次，f₃出现了1次，因此，由于表项的重复出现，3条数据流的周期性流表包含了7个表项。一般地，n个数据流f₁，f₂...，f_n的空间复杂度为当宏周期与单个数据流的周期差别较大时，将导致数据流表项大量重复，造成存储空间的浪费。

发明内容

本发明的实施例提供了一种周期性流表的基于小根堆的时间有序访问控制方法，以克服现有技术的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种周期性流表的基于小根堆的时间有序访问控制方法，包括：

将时间敏感网络中的周期性流表调整为堆状态机形式，所述堆状态机中的一个节点对应周期性流表中的一个表项，所述堆状态机中的任一父节点的发送时间小于其左孩子和右孩子的发送时间，堆顶节点的发送时间最小；

在所述堆状态机的堆顶节点的发送时间到达后，将所述堆顶节点对应表项的数据流发送出去。

优选地，所述堆状态机中的第i个父节点的左孩子是第2i个节点，右孩子是第2i+1个节点。

优选地，将所述堆顶节点对应表项的数据流发送出去之后，还包括：

将所述堆顶节点对应表项的数据流发送出去之后，将所述堆顶节点对应的表项的下次发送时间设置为周期性流表的周期加上其上次发送时间，根据各个表项的发送时间对所述周期性流表的堆状态机进行重新调整，形成新的堆状态机；

在所述新的堆状态机的堆顶节点的发送时间到达后，将所述新的堆状态机的堆顶节点对应表项的数据流发送出去。