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一种基于时间感知整形器的TAS-WRR调度算法研究与实现
被引量：
4
1
作者
尹震宇
刘浩林
+2 位作者
张飞青
谷艾
李岳
《小型微型计算机系统》
CSCD
北大核心
2021年第5期1077-1081,共5页
随着工业4.0概念的提出,工业自动化生产对工业以太网的通信性能提出了更高的要求.当不同类型数据在工业以太网中的交换设备进行转发时,会在发送端口存在排队等待现象,数据通信的实时性和确定性难以保证.针对上述问题,本文将时间敏感网络...
随着工业4.0概念的提出,工业自动化生产对工业以太网的通信性能提出了更高的要求.当不同类型数据在工业以太网中的交换设备进行转发时,会在发送端口存在排队等待现象,数据通信的实时性和确定性难以保证.针对上述问题,本文将时间敏感网络(Time sensitive network,TSN)引入工业以太网,基于TSN时间感知整形器提出了TAS-WRR(Time Awareness Shaper-Weighted Round Robin,基于时间感知整形器的加权轮询)调度算法.首先,该算法根据通信需求,将数据划分不同优先级.其次,为保证数据通信的周期性和实时性,将通信时间划分周期,并为高优先级的实时数据预留带宽.最后,采用加权轮询调度的方式,在保证高优先级数据通信质量的同时,有效的减少低优先级数据的饥饿现象.通过对比测试,可证明TAS-WRR算法能有效提高不同数据流在交换设备中调度通信的实时性和确定性.
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关键词
工业以太网
时间
敏感网络
时间感知整形器
数据调度
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职称材料
基于时间感知和循环排队转发的TSN联合路由和混合流量调度算法
2
作者
王颖
庄智涵
+2 位作者
喻鹏
邱雪松
郭少勇
《通信学报》
北大核心
2025年第4期108-120,共13页
为了解决时间敏感网络(TSN)中多种时间敏感流混合调度的问题,提出了一种基于时间感知(TA)和循环排队转发(CQF)的时间敏感网络联合路由和混合流量调度算法(JR-TACQF)。结合时间感知和循环排队转发2种流量整形器,设计了一种TACQF混合流量...
为了解决时间敏感网络(TSN)中多种时间敏感流混合调度的问题,提出了一种基于时间感知(TA)和循环排队转发(CQF)的时间敏感网络联合路由和混合流量调度算法(JR-TACQF)。结合时间感知和循环排队转发2种流量整形器,设计了一种TACQF混合流量调度模型,该模型通过周期选择实现时间感知整形器(TAS)队列和CQF队列同时开放,利用CQF奇偶队列切换时的死区时间开放TAS队列,从而实现不同流量间的软隔离,并降低时间触发(TT)流和音视频桥接(AVB)流之间的相互冲突。根据TACQF混合流量调度模型设计了JR-TACQF混合流量调度算法,该算法联合路由进行调度,进行负载均衡,从而提高带宽利用率和调度成功率。仿真实验结果表明,JR-TACQF混合流量调度算法可以有效解决TSN混合流量调度问题,提高调度成功率和带宽利用率,并可以在较短的执行时间内生成可行的调度方案。
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关键词
时间
敏感网络
时间感知整形器
循环排队转发
禁忌搜索
混合流量调度
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职称材料
OpenPlanner:一个开源的时间敏感网络流量规划器
3
作者
姜旭艳
全巍
+2 位作者
付文文
张小亮
孙志刚
《计算机研究与发展》
北大核心
2025年第5期1307-1329,共23页
时间敏感网络(time-sensitive networking,TSN)在工业控制、航空电子和车载网络中具有广泛的应用前景.TSN流量规划是在拓扑结构、网络资源、设备能力和业务需求等多维约束下,为TSN交换机计算关键帧的无冲突发送时刻的过程,规划问题是一...
时间敏感网络(time-sensitive networking,TSN)在工业控制、航空电子和车载网络中具有广泛的应用前景.TSN流量规划是在拓扑结构、网络资源、设备能力和业务需求等多维约束下,为TSN交换机计算关键帧的无冲突发送时刻的过程,规划问题是一个NP完全问题.目前不论是学术界的TSN规划算法研究,还是工业界的TSN部署应用都急需一个开源的规划器软件.提出一种构件化、松耦合的TSN规划器软件架构LOCAP(loose-coupled component-based architecture of planner),通过规划参数最小集和规划结果通用表等接口规范设计,实现规划算法与规划工具、规划器软件与交换硬件实现的松耦合.OpenPlanner是基于LOCAP架构使用Python语言编写的开源TSN规划器,其内嵌自研和第三方贡献的多个可满足性模理论规划算法和启发式规划算法.基于OpenPlanner对不同算法的运行时间开销以及解的质量进行了评估,指出多样化的TSN应用场景需要不同的规划算法.据调研,OpenPlanner是目前唯一的开源TSN规划器,规划结果已部署到OpenTSN开源网络、银河衡芯TSN芯片以及芯准TTE等多个硬件平台,在卫星、无人车和火炮等多个系统中得到应用.
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关键词
时间
敏感网络
流量规划
器
开源
可满足性模理论
时间感知整形器
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职称材料
题名
一种基于时间感知整形器的TAS-WRR调度算法研究与实现
被引量：
4
1
作者
尹震宇
刘浩林
张飞青
谷艾
李岳
机构
中国科学院大学
中国科学院沈阳计算技术研究所
出处
《小型微型计算机系统》
CSCD
北大核心
2021年第5期1077-1081,共5页
基金
国家重点研发计划项目(2017YFE0125300)资助
辽宁省“兴辽英才计划”项目(XLYC1802112)资助.
文摘
随着工业4.0概念的提出,工业自动化生产对工业以太网的通信性能提出了更高的要求.当不同类型数据在工业以太网中的交换设备进行转发时,会在发送端口存在排队等待现象,数据通信的实时性和确定性难以保证.针对上述问题,本文将时间敏感网络(Time sensitive network,TSN)引入工业以太网,基于TSN时间感知整形器提出了TAS-WRR(Time Awareness Shaper-Weighted Round Robin,基于时间感知整形器的加权轮询)调度算法.首先,该算法根据通信需求,将数据划分不同优先级.其次,为保证数据通信的周期性和实时性,将通信时间划分周期,并为高优先级的实时数据预留带宽.最后,采用加权轮询调度的方式,在保证高优先级数据通信质量的同时,有效的减少低优先级数据的饥饿现象.通过对比测试,可证明TAS-WRR算法能有效提高不同数据流在交换设备中调度通信的实时性和确定性.
关键词
工业以太网
时间
敏感网络
时间感知整形器
数据调度
Keywords
industrial ethernet
time sensitive network
time awareness shaper
data scheduling
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
基于时间感知和循环排队转发的TSN联合路由和混合流量调度算法
2
作者
王颖
庄智涵
喻鹏
邱雪松
郭少勇
机构
北京邮电大学网络与交换技术全国重点实验室
出处
《通信学报》
北大核心
2025年第4期108-120,共13页
基金
国家自然科学基金资助项目(No.62322103)
北京市自然科学基金资助项目(No.4232009)
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(No.2023ZCTH11)。
文摘
为了解决时间敏感网络(TSN)中多种时间敏感流混合调度的问题,提出了一种基于时间感知(TA)和循环排队转发(CQF)的时间敏感网络联合路由和混合流量调度算法(JR-TACQF)。结合时间感知和循环排队转发2种流量整形器,设计了一种TACQF混合流量调度模型,该模型通过周期选择实现时间感知整形器(TAS)队列和CQF队列同时开放,利用CQF奇偶队列切换时的死区时间开放TAS队列,从而实现不同流量间的软隔离,并降低时间触发(TT)流和音视频桥接(AVB)流之间的相互冲突。根据TACQF混合流量调度模型设计了JR-TACQF混合流量调度算法,该算法联合路由进行调度,进行负载均衡,从而提高带宽利用率和调度成功率。仿真实验结果表明,JR-TACQF混合流量调度算法可以有效解决TSN混合流量调度问题,提高调度成功率和带宽利用率,并可以在较短的执行时间内生成可行的调度方案。
关键词
时间
敏感网络
时间感知整形器
循环排队转发
禁忌搜索
混合流量调度
Keywords
time-sensitive network
TAS
CQF
tabu search
hybrid traffic scheduling
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
OpenPlanner:一个开源的时间敏感网络流量规划器
3
作者
姜旭艳
全巍
付文文
张小亮
孙志刚
机构
国防科技大学计算机学院
南京航空航天大学计算机科学与技术学院
湖南汽车工程职业大学信息工程学院
出处
《计算机研究与发展》
北大核心
2025年第5期1307-1329,共23页
基金
全国重点实验室基金项目(2023-KJWPDL-14)
湖南省研究生科研创新项目(CX20220013)。
文摘
时间敏感网络(time-sensitive networking,TSN)在工业控制、航空电子和车载网络中具有广泛的应用前景.TSN流量规划是在拓扑结构、网络资源、设备能力和业务需求等多维约束下,为TSN交换机计算关键帧的无冲突发送时刻的过程,规划问题是一个NP完全问题.目前不论是学术界的TSN规划算法研究,还是工业界的TSN部署应用都急需一个开源的规划器软件.提出一种构件化、松耦合的TSN规划器软件架构LOCAP(loose-coupled component-based architecture of planner),通过规划参数最小集和规划结果通用表等接口规范设计,实现规划算法与规划工具、规划器软件与交换硬件实现的松耦合.OpenPlanner是基于LOCAP架构使用Python语言编写的开源TSN规划器,其内嵌自研和第三方贡献的多个可满足性模理论规划算法和启发式规划算法.基于OpenPlanner对不同算法的运行时间开销以及解的质量进行了评估,指出多样化的TSN应用场景需要不同的规划算法.据调研,OpenPlanner是目前唯一的开源TSN规划器,规划结果已部署到OpenTSN开源网络、银河衡芯TSN芯片以及芯准TTE等多个硬件平台,在卫星、无人车和火炮等多个系统中得到应用.
关键词
时间
敏感网络
流量规划
器
开源
可满足性模理论
时间感知整形器
Keywords
time-sensitive networking(TSN)
traffic planning
open-source
satisfiability modulo theories
timeaware shaper
分类号
TP391 [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
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
一种基于时间感知整形器的TAS-WRR调度算法研究与实现
尹震宇
刘浩林
张飞青
谷艾
李岳
《小型微型计算机系统》
CSCD
北大核心
2021
4
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职称材料
2
基于时间感知和循环排队转发的TSN联合路由和混合流量调度算法
王颖
庄智涵
喻鹏
邱雪松
郭少勇
《通信学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
3
OpenPlanner:一个开源的时间敏感网络流量规划器
姜旭艳
全巍
付文文
张小亮
孙志刚
《计算机研究与发展》
北大核心
2025
0
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职称材料
已选择
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