[发明专利]一种广域确定性业务流在线调度系统

说明书

本发明提供了一种广域确定性业务流在线调度系统，包括用户端、确定性网络设备和调度模块；所述用户端向调度模块申请网络资源，进行确定性业务流的传输，从网络处获取时延、抖动有界的端到端确定性网络服务；所述确定性网络设备根据确定性转发标准，从调度模块获取转发配置文件，进行基于时隙的确定性业务流转发，提供时延、抖动有界的端到端确定性网络服务；所述调度模块负责确定性业务流的资源分配，根据网络资源利用状况，拒绝部分权重不高的业务流的接入申请；对准入业务流进行资源分配，根据业务流的相关信息，生成对应的资源配置信息，并将对应配置信息告知确定性设备。采用本发明的调度模块调度性能可追踪，减少资源浪费，提高调度效率。

技术领域

本发明属于确定性网络领域，尤其涉及一种广域确定性业务流在线调度系统。

背景技术

传统的确定性业务流调度系统(如TSN等)通常工作在小规模网络中，采用集中式的离线调度模式。即在业务流部署之前，停止所有当前业务流的传输，控制器收集业务流的相关信息。根据目标函数的设定(如能耗、吞吐量等)，同时计算所有业务流的路径、时隙资源。进而，根据路径、时隙资源计算结果，将业务流部署到网络中。这种离线的调度模式无法适应广域确定性业务流调度场景。

部分调度系统采用启发式的在线调度方式。然而，目前的启发式调度方式无法保证调度性能。在某些场景下，可能导致严重的性能退化和资源浪费。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种广域确定性业务流在线调度系统，从而改进传统的确定性业务流调度方式，使确定性业务流可以在广域场景中在线部署，并且部署性能可保障。同时，系统还提供了相关配置参数，根据实际需要，控制业务流调度性能。

本发明系统包括用户端、确定性网络设备和调度模块；其中，本发明提出的是一种在线的确定性网络资源调度方式，采用在线拍卖框架，设计相关定价函数，实现业务流的随到随分配。该系统同时具有性能可分析的特征，即业务是随机到达的，无论业务的到达顺序，系统都能保证资源分配的效率高于一个门限，这一点在确定性网络业务调度场景中尤为重要。

所述用户端向调度模块申请网络资源，进行确定性业务流的传输，从网络处获取时延、抖动有界的端到端确定性网络服务；

所述确定性网络设备根据确定性转发标准(主要指的是IETF DetNet工作组的草案，包括draft-qiang-detnet-large-scale-detnet-05、draft-chen-detnet-sr-based-bounded-latency-01)，从调度模块获取转发配置文件，进行基于时隙的确定性业务流转发，提供时延、抖动有界的端到端确定性网络服务；

所述调度模块负责确定性业务流的资源分配，根据网络资源利用状况，拒绝部分权重不高的业务流的接入申请；对准入业务流进行资源分配，根据业务流的相关信息，生成对应的资源配置信息，并将对应配置信息告知确定性设备。

所述用户端向调度模块申请网络资源时，上传业务流信息，包括：源节点、目的节点、业务流接入时隙索引、业务流所需带宽和业务流的权重(权重是业务流的属性之一，是一个大于0的常数，代表业务流的相对重要程度)。

所述转发配置文件包括业务流准入变量和业务流转发策略。业务准入变量为z_d，是调度模块的输出变量之一，其值为1时，说明同意业务流接入；其值为0时，说明调度模块拒绝改业务接入；

业务流转发策略，是调度模块的输出变量之一。当业务流被允许接入时，调度模块同时生成一个策略p＝{(e_k,c_k)}_k，指导数据面的转发过程。其中e_k为传输策略中路径上第k跳对应的边，c_k为对应边的时隙。

所述确定性网络设备定期向调度模块上报链路各个时隙的负载信息