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基于分段帧复制和消除的时间敏感网络动态冗余机制研究
1
作者
张浩
郭偶凡
+3 位作者
周飞飞
马涛
何迎利
姚苏滨
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2024年第S02期740-746,共7页
为解决时间敏感网络IEEE 802.1CB协议中并未明确如何实现复制帧的可靠传输的问题,以及从端到端角度进行可靠性保护存在的网络资源浪费问题,提出了一种基于分段帧复制和消除的时间敏感网络动态冗余机制。该机制利用可靠性概率模型根据数...
为解决时间敏感网络IEEE 802.1CB协议中并未明确如何实现复制帧的可靠传输的问题,以及从端到端角度进行可靠性保护存在的网络资源浪费问题,提出了一种基于分段帧复制和消除的时间敏感网络动态冗余机制。该机制利用可靠性概率模型根据数据流优先级的不同对各数据流部署不同的冗余路径,同时借助分段保护的思想实现对网络冗余的压缩处理,能够在保证数据传输高可靠性的同时有效地压缩网络冗余。该算法首先根据数据流的优先级对客户端流进行筛选,仅针对优先级大于等于4的数据流进行冗余保证;其次,利用遗传算法计算源节点和目的节点之间的最优主路径进行数据传输,并根据可靠性概率模型判断是否达到预期可靠性,若没有达到,将使用分段帧复制和消除手段来确认冗余路径以及需要部署的FERE-NODE数量;最后,经过不断迭代更新获得部署FERE-NODE的最优解以及最佳冗余路径策略。通过在NeSTiNg平台搭建仿真实验,结果表明,在与最短路径算法、基于拉格朗日松弛的时延约束的最小代价算法(DCLC)两种基准算法的对比中,所提冗余算法在丢包率分别降低了0.15%,0.23%,平均时延上分别降低了9.33%,7.35%;在与两种端到端的冗余机制ETE-FRER和ONE-FRER的对比中,所提冗余算法在99.999%可靠性要求下的带宽消耗分别降低了35.0%,12.4%,充分验证了该算法在保证网络高可靠性的同时能够有效地降低网络冗余消耗。
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关键词
时间敏感网络
可靠性
帧复制和消除
动态冗余
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职称材料
时间敏感网络中基于边不相交路径对选择的帧复制与消除机制
2
作者
胡绍柳
蔡岳平
《计算机工程与科学》
CSCD
北大核心
2024年第11期1979-1988,共10页
工业互联网应用如工业自动化控制系统,对网络提出了更严格的性能要求,包括有界低时延、低抖动与高可靠。传统以太网尽力而为的转发技术难以满足工业互联网确定性的传输需求。IEEE 802.1工作组在标准化的时间敏感网络增强了以太网的时间...
工业互联网应用如工业自动化控制系统,对网络提出了更严格的性能要求,包括有界低时延、低抖动与高可靠。传统以太网尽力而为的转发技术难以满足工业互联网确定性的传输需求。IEEE 802.1工作组在标准化的时间敏感网络增强了以太网的时间同步、确定流调度以及可靠性等功能。帧复制与消除机制FRER通过在2条源节点与目的节点相同且不相交路径上并行传输相同的帧,并在目的节点消除重复帧,提高了时间敏感网络的可靠性。该机制存在以下2个问题:(1)路径选择未考虑路径自身可靠性;(2)完全不相交的路径对可能不存在。通过构建路径可靠性模型,提出基于边不相交路径对计算方法,解决了上述问题。仿真结果表明:提出的机制有效提高了路径可靠性的同时降低了帧的时延抖动;当网络负载为0.9时,提出的机制与传统FRER及FRER-MPC相比,时延抖动分别降低了15.6%和11.19%。
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关键词
时间敏感网络
IEEE
802.1
帧
的
复制和
消除
路径可靠性
边不相交路径对
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职称材料
5G确定性网络关键技术研究和应用
被引量：
5
3
作者
朱仕银
杨坚
孔磊
《电信科学》
北大核心
2024年第8期172-182,共11页
5G确定性网络是支撑5G+工业互联网建设的重要一环,研究5G确定性网络的关键技术和落地方案具有重要意义。首先研究5G超高可靠低时延通信技术以及帧复制和消除技术,以降低传输时延并提高可靠性,其次在5G网络中探索循环队列转发技术,以消...
5G确定性网络是支撑5G+工业互联网建设的重要一环,研究5G确定性网络的关键技术和落地方案具有重要意义。首先研究5G超高可靠低时延通信技术以及帧复制和消除技术,以降低传输时延并提高可靠性,其次在5G网络中探索循环队列转发技术,以消除端到端抖动,最后提出一种5G确定性网络落地方案,并在实际工业生产实验室中进行试验。试验结果表明,所提网络方案的综合性能优于现有网络方案,可以满足众多工业场景对5G确定性网络的需求。
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关键词
5G确定性网络
超高可靠低时延通信
循环队列转发
帧复制和消除
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职称材料
题名
基于分段帧复制和消除的时间敏感网络动态冗余机制研究
1
作者
张浩
郭偶凡
周飞飞
马涛
何迎利
姚苏滨
机构
国网山东省电力公司经济技术研究院
国网电力科学研究院有限公司
南京邮电大学计算机学院
出处
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2024年第S02期740-746,共7页
基金
国家电网有限公司总部科技项目资助“电力时间敏感网络交换芯片研制及应用”项目(5108-202218280A-2-170-XG)。
文摘
为解决时间敏感网络IEEE 802.1CB协议中并未明确如何实现复制帧的可靠传输的问题,以及从端到端角度进行可靠性保护存在的网络资源浪费问题,提出了一种基于分段帧复制和消除的时间敏感网络动态冗余机制。该机制利用可靠性概率模型根据数据流优先级的不同对各数据流部署不同的冗余路径,同时借助分段保护的思想实现对网络冗余的压缩处理,能够在保证数据传输高可靠性的同时有效地压缩网络冗余。该算法首先根据数据流的优先级对客户端流进行筛选,仅针对优先级大于等于4的数据流进行冗余保证;其次,利用遗传算法计算源节点和目的节点之间的最优主路径进行数据传输,并根据可靠性概率模型判断是否达到预期可靠性,若没有达到,将使用分段帧复制和消除手段来确认冗余路径以及需要部署的FERE-NODE数量;最后,经过不断迭代更新获得部署FERE-NODE的最优解以及最佳冗余路径策略。通过在NeSTiNg平台搭建仿真实验,结果表明,在与最短路径算法、基于拉格朗日松弛的时延约束的最小代价算法(DCLC)两种基准算法的对比中,所提冗余算法在丢包率分别降低了0.15%,0.23%,平均时延上分别降低了9.33%,7.35%;在与两种端到端的冗余机制ETE-FRER和ONE-FRER的对比中,所提冗余算法在99.999%可靠性要求下的带宽消耗分别降低了35.0%,12.4%,充分验证了该算法在保证网络高可靠性的同时能够有效地降低网络冗余消耗。
关键词
时间敏感网络
可靠性
帧复制和消除
动态冗余
Keywords
Time sensitive network
Reliability
Frame replication and elimination
Dynamic redundancy
分类号
TP393 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
时间敏感网络中基于边不相交路径对选择的帧复制与消除机制
2
作者
胡绍柳
蔡岳平
机构
重庆大学微电子与通信工程学院
出处
《计算机工程与科学》
CSCD
北大核心
2024年第11期1979-1988,共10页
文摘
工业互联网应用如工业自动化控制系统,对网络提出了更严格的性能要求,包括有界低时延、低抖动与高可靠。传统以太网尽力而为的转发技术难以满足工业互联网确定性的传输需求。IEEE 802.1工作组在标准化的时间敏感网络增强了以太网的时间同步、确定流调度以及可靠性等功能。帧复制与消除机制FRER通过在2条源节点与目的节点相同且不相交路径上并行传输相同的帧,并在目的节点消除重复帧,提高了时间敏感网络的可靠性。该机制存在以下2个问题:(1)路径选择未考虑路径自身可靠性;(2)完全不相交的路径对可能不存在。通过构建路径可靠性模型,提出基于边不相交路径对计算方法,解决了上述问题。仿真结果表明:提出的机制有效提高了路径可靠性的同时降低了帧的时延抖动;当网络负载为0.9时,提出的机制与传统FRER及FRER-MPC相比,时延抖动分别降低了15.6%和11.19%。
关键词
时间敏感网络
IEEE
802.1
帧
的
复制和
消除
路径可靠性
边不相交路径对
Keywords
time-sensitive networking
IEEE 802.1
frame replication and elimination
path reliability
edge-disjoint path pair
分类号
TP393 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
5G确定性网络关键技术研究和应用
被引量：
5
3
作者
朱仕银
杨坚
孔磊
机构
新华三技术有限公司
中国科学技术大学
浙江大学
出处
《电信科学》
北大核心
2024年第8期172-182,共11页
文摘
5G确定性网络是支撑5G+工业互联网建设的重要一环,研究5G确定性网络的关键技术和落地方案具有重要意义。首先研究5G超高可靠低时延通信技术以及帧复制和消除技术,以降低传输时延并提高可靠性,其次在5G网络中探索循环队列转发技术,以消除端到端抖动,最后提出一种5G确定性网络落地方案,并在实际工业生产实验室中进行试验。试验结果表明,所提网络方案的综合性能优于现有网络方案,可以满足众多工业场景对5G确定性网络的需求。
关键词
5G确定性网络
超高可靠低时延通信
循环队列转发
帧复制和消除
Keywords
5G deterministic network
URLLC
CSQF
FRER
分类号
TN929.5 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于分段帧复制和消除的时间敏感网络动态冗余机制研究
张浩
郭偶凡
周飞飞
马涛
何迎利
姚苏滨
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
时间敏感网络中基于边不相交路径对选择的帧复制与消除机制
胡绍柳
蔡岳平
《计算机工程与科学》
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
5G确定性网络关键技术研究和应用
朱仕银
杨坚
孔磊
《电信科学》
北大核心
2024
5
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职称材料
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