[发明专利]测量时间敏感通信网络双向最短时延链路的方法和系统

说明书

本发明公开一种测量时间敏感通信网络双向最短时延链路的方法和系统，属于5G通信技术领域。时间敏感通信网络包括若干通信终端、实现不同通信终端信息传输的若干交换机、以及由若干通信终端和若干交换机组成的若干通信链路；其中若干通信终端和若干交换机都具备时间敏感通信网络的时间同步特性，通过802.1AS标准中的广义精确时间协议gPTP实现时间同步。本发明能够测量双向链路时延的时间对称性，利用遗传算法能够测量出在数据流量发出之前满足802.1Qat协议的最优发出和应答链路，通过改进遗传算法，提高了迭代收敛的效率。

技术领域

本发明属于5G通信技术领域，尤其涉及一种测量时间敏感通信网络双向最短时延链路的方法和系统。

背景技术

时间敏感网络(TSN)近些年来的发展可谓前所未有，TSN在车联网，VR，工业生产中的应用，使得这些对时间高度敏感的流量能够以更好的效果进行传输。

首先，时间敏感网络包含有两层含义：第一，需要传输的数据需要无延迟得进行完整性传输；第二，连接得所有设备都需要有能够同步、协调的时钟功能。所以，在利用TSN时，对于时间的重视尤其重要。在现行的TSN标准制定组中，给TSN规定了用于提供时间同步的手段，即精准时间同步协议IEEE802.1AS，提供了宽带保证的方法，即资源预留协议IEEE802.1Qat等。目前，仅仅只有少数的公司能够掌握流预留协议。该协议表示在时间敏感网络中为某个数据流量所做的带宽预留的过程，有注册和预留两个步骤。简单来说，就是从终端A发送对时间敏感的数据流之前，需要对接收终端是否能接收该数据流的确认过程。该过程涉及到数据传输中链路的双向传输，但是对于一条确定的数据，由于链路的构造和使用的传输材料不同，链路的延时可能是不对称的，即从终端A到终端C和终端C到终端A的时间延时对于报文来说可能存在不对称性。在流预留协议实现的过程中，需要进行双向传输报文，所以，需要考虑传输链路的延时是否存在不对称性，并同时找到一条最快的传输链路，以确保后续数据流的快速传输。

当今，随着人们对软件测试认识的深入，软件测试自然而然地成为软件开发周期中不可或缺的部分。软件应用的更加广泛，人们也更加关心软件的质量。遗传算法在优化和聚类问题的求解上在收敛性和收敛速度上有着较大的优势。所以将遗传算法和链路延时测试相结合，能够更好更快的找到需要的最优解。特别是在链路数量较多的情况下，有较好的结果。目前测量链路的双向延时是通过判断链路的传输材料例如光纤等在实验室测试对报文的传输质量；或者用电信号进行测量。在实验室进行的测试始终无法满足真实情况的测试，例如存在正向反向传输报文的不一致性，在这种情况下，正向和反向的延迟会不同；另外，对于网络中存在较多的节点时，该方法不能确定出传输的最优路径。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种测量时间敏感通信网络双向最短时延链路的方案。

本发明第一方面公开了一种测量时间敏感通信网络双向最短时延链路的方法。所述时间敏感通信网络包括若干通信终端、实现不同通信终端信息传输的若干交换机、以及由所述若干通信终端和所述若干交换机组成的若干通信链路；其中所述若干通信终端和所述若干交换机都具备所述时间敏感通信网络的时间同步特性，通过802.1AS标准中的广义精确时间协议gPTP实现时间同步。

所述方法包括：

步骤S1、基于所述时间敏感通信网络的有向图来执行第一通信终端与第二通信终端的链路初始化，以得到所述第一通信终端与所述第二通信终端之间的双向链路集合；

步骤S2、按一定比例从所述双向链路集合中提取出部分双向链路分作为第一双向链路集合，其余的双向链路作为第二双向链路集合，计算所述第一双向链路集合中每一种双向链路的适应度，所述双向链路的适应度表征该双向链路中所有节点的时延和，所述节点包括第一通信终端、第二通信终端、以及双向连接所述第一通信终端和第二通信终端的若干交换机；