CN113032938B - 时间敏感流的路由调度方法、装置、电子设备及介质 - Google Patents

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Abstract

本公开实施例公开了一种时间敏感流的路由调度方法、装置、电子设备及介质。所述方法包括：利用谱聚类算法聚类K个时间敏感流得到N个簇；根据簇内时间敏感流的相似度对簇排序；基于配置的时间敏感流的全局网路拓扑结构确定簇内每个时间敏感流在所述全局网路拓扑结构上路由调度的约束条件；利用优化器求解得到时间敏感流的输出链路信息以及在该输出链路上的开始传输时间信息。该技术方案通过对时间敏感流分簇，并根据簇的顺序进行路由调度，并通过对每个簇内时间敏感流确定约束条件，进而将调度问题转化为线性规划问题进行求解，简化了时间敏感流的路由调度问题，提高了计算效率，从而可以适应于动态业务需求。

Description

时间敏感流的路由调度方法、装置、电子设备及介质
技术领域
本公开涉及网络通信技术领域，具体涉及一种时间敏感流的路由调度方法、装置、电子设备及介质。
背景技术
时间敏感网络(TSN：Time Sensitive Networking)消除了标准以太网中由于流“拥堵”导致的不确定性，为标准以太网增加了确定性和可靠性；允许时间紧迫和尽力而为流在同一网络上共存，从而节省了成本并保留了向后兼容性。在IEEE802.1Qbv中定义了对计划流调度的增强机制，即网络部署之前，根据实时流的时序参数和网络结构生成静态调度表，交换机根据预先计算的门控列表(GCL：Gate Control List)对实时流进行调度以实现确定性、低延迟和低抖动通信。尽管该协议能够解决确定性和低时延的问题，但是却没有解决GCL的计算问题。在TSN中由GCL合成引起的调度问题是NP-hard的，由于调度问题的复杂性，通常离线计算端口的GCL来进行调度，这种计算方式在网络配置发生变化时无法快速的响应，不适用于时间敏感网络动态变化的流量调度场景。
发明内容
为了解决相关技术中的问题，本公开实施例提供一种时间敏感流的路由调度方法、装置、电子设备及介质。
第一方面，本公开实施例中提供了一种时间敏感流的路由调度方法。
具体地，所述时间敏感流的路由调度方法，包括：
利用谱聚类算法聚类K个时间敏感流得到N个簇，其中，K个时间敏感流两两间的相似度根据时间敏感流的属性特征计算得到，所述属性特征包括：基于源节点及目的节点确定的路由路径数量、传输时长以及流量周期；
根据簇内时间敏感流的相似度对簇排序，并按照簇的排序对K个时间敏感流进行路由调度；
基于配置的时间敏感流的全局网路拓扑结构确定簇内每个时间敏感流在所述全局网路拓扑结构上路由调度的约束条件；
使用线性规划问题处理方式，利用优化器求解得到时间敏感流的输出链路信息以及在该输出链路上的开始传输时间信息；其中，所述线性规划问题的优化目标为最小化时间敏感流的端到端时延和路由数目；
根据所述输出链路信息以及在该输出链路上的开始传输时间信息配置所述全局网路拓扑结构中的交换机节点。
可选地，所述基于配置的时间敏感流的全局网路拓扑结构确定簇内每个时间敏感流在所述全局网路拓扑结构上路由调度的约束条件，包括：
裁剪时间敏感流的全局网路拓扑结构中的冗余链路，得到简化网络；
基于所述简化网络确定簇内每个时间敏感流在所述全局网路拓扑结构上路由调度的约束条件。
可选地，所述约束条件至少包括：冲突避免约束、时延约束、实时性约束以及链路传输约束。
可选地，所述时间敏感流两两间的相似度为：
Figure BDA0003002348960000021
其中，Ri和Rj分别表示了时间敏感流i和j使用的路径集合，||表示路径集合中元素的个数，ti和tj分别表示了时间敏感流i和j的传输时长，Pi和Pj分别表示了时间敏感流i和j的流量周期。
可选地，聚类得到的N个簇的数量为：
Figure BDA0003002348960000022
其中，n为每个簇内时间敏感流的数量，5≤n≤10。
可选地，所述根据所述输出链路信息以及在该输出链路上的开始传输时间信息配置所述全局网路拓扑结构中的交换机节点，包括：
根据输出链路信息确定门控列表的对应端口；以及
根据输出链路上的开始传输时间信息确定所述门控列表开启门的时间。
第二方面，本公开实施例中提供了一种时间敏感流的路由调度装置。
具体地，所述时间敏感流的路由调度装置，包括：
计算模块，被配置为利用谱聚类算法聚类K个时间敏感流得到N个簇，其中，K个时间敏感流两两间的相似度根据时间敏感流的属性特征计算得到，所述属性特征包括：基于源节点及目的节点确定的路由路径数量、传输时长以及流量周期；
排序模块，被配置为根据簇内时间敏感流的相似度对簇排序，并按照簇的排序对K个时间敏感流进行路由调度；
确定模块，被配置为基于配置的时间敏感流的全局网路拓扑结构确定簇内每个时间敏感流在所述全局网路拓扑结构上路由调度的约束条件；
求解模块，被配置为使用线性规划问题处理方式，利用优化器求解得到时间敏感流的输出链路信息以及在该输出链路上的开始传输时间信息；其中，所述线性规划问题的优化目标为最小化时间敏感流的端到端时延和路由数目；
配置模块，被配置为根据所述输出链路信息以及在该输出链路上的开始传输时间信息配置所述全局网路拓扑结构中的交换机节点。
第三方面，本公开实施例提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，其中，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行以实现如第一方面中任一项所述的方法。
第四方面，本公开实施例中提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该计算机指令被处理器执行时实现如第一方面中任一项所述的方法。
根据本公开实施例提供的技术方案，首先利用谱聚类算法聚类K个时间敏感流得到N个簇，然后根据簇内时间敏感流的相似度对簇排序，并按照簇的排序对K个时间敏感流进行路由调度，之后基于配置的时间敏感流的全局网路拓扑结构确定簇内每个时间敏感流在所述全局网路拓扑结构上路由调度的约束条件，再使用线性规划问题处理方式，利用优化器求解得到时间敏感流的输出链路信息以及在该输出链路上的开始传输时间信息，最后根据所述输出链路信息以及在该输出链路上的开始传输时间信息配置所述全局网路拓扑结构中的交换机节点。该技术方案通过对时间敏感流分簇，并根据簇的顺序进行路由调度，并通过对每个簇内时间敏感流确定约束条件，进而将调度问题转化为线性规划问题进行求解，简化了时间敏感流的路由调度问题，提高了计算效率，从而可以适应于动态业务需求。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：
图1示出根据本公开的实施例的时间敏感流的路由调度方法的流程图；
图2示出根据本公开实施例的时间敏感网络中交换机节点的结构示意图；
图3示出根据本公开的实施例的判断超周期内流量冲突的示意图；
图4示出根据本公开的实施例的裁剪全局网络拓扑结构的流程图；
图5示出根据本公开的实施例的时间敏感流的路由调度装置的结构框图；
图6示出根据本公开的实施例的电子设备的结构框图；
图7示出适于用来实现根据本公开实施例的方法的计算机系统的结构示意图。
具体实施方式
下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施例，以使本领域技术人员可容易地实现它们。此外，为了清楚起见，在附图中省略了与描述示例性实施例无关的部分。
在本公开中，应理解，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不欲排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在或被添加的可能性。
另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
在本公开中，如涉及对用户信息或用户数据的获取操作或向他人展示用户信息或用户数据的操作，则所述操作均为经用户授权、确认，或由用户主动选择的操作。
图1示出根据本公开的实施例的时间敏感流的路由调度方法的流程图。如图1所示，所述时间敏感流的路由调度方法包括以下步骤S110-S150：
在步骤S110中，利用谱聚类算法聚类K个时间敏感流得到N个簇，其中，K个时间敏感流两两间的相似度根据时间敏感流的属性特征计算得到，所述属性特征包括：基于源节点及目的节点确定的路由路径数量、传输时长以及流量周期；
在步骤S120中，根据簇内时间敏感流的相似度对簇排序，并按照簇的排序对K个时间敏感流进行路由调度；
在步骤S130中，基于配置的时间敏感流的全局网路拓扑结构确定簇内每个时间敏感流在所述全局网路拓扑结构上路由调度的约束条件；
在步骤S140中，使用线性规划问题处理方式，利用优化器求解得到时间敏感流的输出链路信息以及在该输出链路上的开始传输时间信息；其中，所述线性规划问题的优化目标为最小化时间敏感流的端到端时延和路由数目；
在步骤S150中，根据所述输出链路信息以及在该输出链路上的开始传输时间信息配置所述全局网路拓扑结构中的交换机节点。
本公开实施例提供的时间敏感流的路由调度方法，通过对时间敏感流分簇，并根据簇的顺序进行路由调度，并通过对每个簇内时间敏感流确定约束条件，进而将调度问题转化为线性规划问题进行求解，简化了时间敏感流的路由调度问题，提高了计算效率，从而可以适应于动态业务需求。
图2示出根据本公开实施例的时间敏感网络中交换机节点的结构示意图。如图2所示，来自输入端口1、输入端口2的流量帧，首先通过交换结构确定输出端口，然后通过优先级过滤器分配，不同优先级的流量帧进入不同队列，根据根据IEEE 802.1Q规定，流量帧可分为8个优先级，在此标记为Q1-Q8，优先级依次降低。每个优先级队列后面都有一个对应的门结构，该门结构具有“打开”和“关闭”两种状态。门的状态由门控列表GCL配置，仅当门的状态为“打开”时，才能通过输出端口1输出流量帧，GCL用来定义在每个输出端口上队列的精确传输时间。
根据本公开的实施例，时间敏感网络中的流量包括时间触发(TT，Time-Triggered)流量，音视频桥接(AVB,Audio Video Bridging)流量和尽力而为(BE，BestEffort)流量，TT流量使用静态调度表进行调度，AVB流量使用IEEE802.1Qav中定义的基于信用值的整形器(Credit-Based Shaper,CBS)进行调度，BE流量基于严格优先级进行调度。尽管时间敏感流(TT流量、AVB流量等)会和BE等类型的流量共享相同的网络资源，但是由于它的优先级较高并且有保护带的存在，所以在调度时间敏感流量的时候无需考虑BE流量，BE流量可以利用空闲的时间段进行调度。在本公开实施例中，以TT流量的调度为例进行示意性说明。
根据本公开的实施例，谱聚类是一种基于图的机器学习算法，其基本原理是将样本数据看作图的顶点，数据点之间的距离构造边，形成待权重的图。对于聚类问题，通过图的切割实现聚类，得到子图。同一子图内部的连接较强，而不同子图之间的连接较弱。具体到本公开方式中，聚类得到的N个簇内，同一簇内的时间敏感流之间的相似度高，表明在调度时容易发生冲突，不同簇间的时间敏感流之间的相似度低，表明调度时冲突较小。通过分簇，可以按照簇的顺序对时间敏感流进行调度，优先调度容易发生调度冲突的簇，将不容易发生冲突的簇放在后面调度，以提高调度问题的求解优化效率。
根据本公开的实施例，所述时间敏感流两两间的相似度为：
Figure BDA0003002348960000061
其中，Ri和Rj分别表示了时间敏感流i和j使用的路径集合，||表示路径集合中元素的个数，ti和tj分别表示了时间敏感流i和j的传输时长，Pi和Pj分别表示了时间敏感流i和j的流量周期。
上述公式表明，时间敏感流调度在以下情况调度容易发生冲突：
1)两个时间敏感流占用越多相同的路由路径数量，容易发生冲突；
2)时间敏感流的传输时长越长，其在交换机输出端口占用的时频传输资源越多，越容易发生冲突；
3)两个时间敏感流的流量周期差别较大的情况，越容易发生冲突，这里以
Figure BDA0003002348960000071
将两个时间敏感流的流量周期差别作为相似度计算的一种因子。
具体地，在一个超周期HP内判断两个流量的冲突次数，其中，HP＝LCM(p1,p2,...,pn)，n表示第n个时间敏感流，LCM表示流量周期的公约数。
以图3为例，流量1(f1)的周期为3，流量2(f2)的周期为6，那么流量1和流量2的超周期为6，在一个超周期内，流量1传输2次，流量2传输1次，两个流量仅需判断2次冲突即可。
流量2(f2)的周期为6，流量3(f3)的周期为4，那么流量2和流量3的超周期为12，在一个超周期内，流量2传输2次，流量3传输3次，每传输依次流量2需要判断3次冲突，共需要判断6次冲突。
4)考虑到在八个优先级队里中，TT流量可以使用的队列数目有Q个，例如Q＝2，则如果两个时间敏感流使用相同的队列，容易发生冲突，此时可以在计算相似度时，将队列标识号作为一种因子。为了避免冲突，在调度时可以在其中一个队列传输时间敏感流的时隙，将另一个时间敏感流在另一个队列中缓存。
根据本公开的实施例，根据Yen的k条最短路径算法(k-shorest-paths)计算流量从源节点到多个目的节点的最短路径，由于求解线性规划问题的优化目标中包括最小化路由数目，所以流量总是倾向于选择前几条比较短的路径。
根据本公开的实施例，聚类得到的N个簇的数量为：
Figure BDA0003002348960000072
其中，n为每个簇内时间敏感流的数量，5≤n≤10。
在本公开方式中，簇内时间敏感流的数量取值不宜过大，过大导致后续求解时一个簇的计算时间过长，优选范围为5-10，具体根据K的数量确定，N的数量不能整除时可以向下取整。
根据本公开的实施例，步骤S130所述基于配置的时间敏感流的全局网路拓扑结构确定簇内每个时间敏感流在所述全局网路拓扑结构上路由调度的约束条件，包括：
裁剪时间敏感流的全局网路拓扑结构中的冗余链路，得到简化网络；
基于所述简化网络确定簇内每个时间敏感流在所述全局网路拓扑结构上路由调度的约束条件。
在本公开方式中，利用网络模型建模器构建时间敏感流的全局网路拓扑结构。具体地，定义时间敏感网络中的终端个数和交换机个数，生成网络节点，然后根据工业自动化网络中常用的环形等网络拓扑进行建模，生成链路，由此得到全局网络拓扑结构。
在公开方式中，如图4所示，根据时间敏感流的特性，主要对以下几种链路进行裁剪：
1)发送节点的输入链路和接收节点的输出链路；
2)发送节点连接的交换机的其他所有输入链路(与发送节点连接的链路除外)。因为对于任何一个流来说，任何节点的输入链路最多只能使用一个，不考虑冗余传输；同理，接收节点连接的交换机的其他所有输出链路(与接收节点连接的链路除外)；
3)除了发送节点和接收节点以外所有其他终端相连的链路；
4)对于裁剪后的图，将不连接任何终端且只有一条输入和一条输出的交换机连接的链路进行裁剪；
5)除了连接发送和接收节点的交换机，如果其他交换机只有一条输出链路，那么对应的连接两个相同交换机的输入链路将会被裁剪；
6)重复4)和5)，直到没有这种链路。
在公开方式中，所述约束条件至少包括：冲突避免约束、时延约束、实时性约束以及链路传输约束。
1)冲突避免约束：流量fk在交换机上是零排队的，不会产生拥塞；
2)时延约束：流量fk在每一跳上经历的时延是固定的，包括传播时延，传输时延，处理时延和排队时延，考虑到网络中的节点不完全同步，由于时间不同步导致的最大时间误差归为传播时延中。
3)实时性约束：流量fk从发送到完全接收所需要的时间在最大端到端时延之内。
4)链路传输约束：根据物理链路传播特性，在每个时间点，每条边上最多只允许一个流量fk进行传输；路由是从源节点到目的节点的连续的有向边序列并且满足无环路，所以流量fk在任意节点最多通过一次；发送节点的输出边和接收节点的输入边最多使用一条；流量fk上一跳传输完成后下一跳才能开始传输。
此外，还可以设置其他约束条件：例如在交换机内部，流量遵循先入先出(FIFO，First Input First Output)原则；为了处理组播流，网络中的任意节点输入流个数小于等于输出流的个数，且从同一节点发往不同节点的流的发送时间相同。
根据本公开的实施例，步骤S140中可以使用商业的优化器例如gurobi求解线性规划问题。为了防止后调度的流量与已调度的流量发生冲突，每次调度一个簇的流量以后都需要对这个簇内所有流量占用的路径和时隙资源进行记录，如果被占用，那么后调度的流量不可以在用一个链路上占用相同的时隙。
根据本公开的实施例，通过对流量进行分簇并排列，对每个簇制定约束将调度问题转化为线性规划问题，结合对全局网络拓扑结构简化进一步优化了求解器的运行时间，提高了计算效率，从而可以适应于动态业务需求。
根据本公开的实施例，步骤S150所述根据所述输出链路信息以及在该输出链路上的开始传输时间信息配置所述全局网路拓扑结构中的交换机节点，包括：
根据输出链路信息确定门控列表的对应端口；以及
根据输出链路上的开始传输时间信息确定所述门控列表开启门的时间。
具体地，门控列表的格式如下表所示：
Time Port State
T1 1 00000001
T2 1 01100010
T3 2 00000011
… … …
Tn 1 00001000
。
图5示出根据本公开的实施例的时间敏感流的路由调度装置的结构框图。其中，该装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为电子设备的部分或者全部。
如图5所示，所述时间敏感流的路由调度装置500包括计算模块510、排序模块520、确定模块530、求解模块540和配置模块550。
所述计算模块510被配置为利用谱聚类算法聚类K个时间敏感流得到N个簇，其中，K个时间敏感流两两间的相似度根据时间敏感流的属性特征计算得到，所述属性特征包括：基于源节点及目的节点确定的路由路径数量、传输时长以及流量周期；
所述排序模块520被配置为根据簇内时间敏感流的相似度对簇排序，并按照簇的排序对K个时间敏感流进行路由调度；
所述确定模块530被配置为基于配置的时间敏感流的全局网路拓扑结构确定簇内每个时间敏感流在所述全局网路拓扑结构上路由调度的约束条件；
所述求解模块540被配置为使用线性规划问题处理方式，利用优化器求解得到时间敏感流的输出链路信息以及在该输出链路上的开始传输时间信息；其中，所述线性规划问题的优化目标为最小化时间敏感流的端到端时延和路由数目；
所述配置模块550被配置为根据所述输出链路信息以及在该输出链路上的开始传输时间信息配置所述全局网路拓扑结构中的交换机节点。
根据本公开实施例提供的技术方案，通过对时间敏感流分簇，并根据簇的顺序进行路由调度，并通过对每个簇内时间敏感流确定约束条件，进而将调度问题转化为线性规划问题进行求解，简化了时间敏感流的路由调度问题，提高了计算效率，从而可以适应于动态业务需求。
本公开还公开了一种电子设备，图6示出根据本公开的实施例的电子设备的结构框图。
如图6所示，所述电子设备600包括存储器601和处理器602，其中，存储器601用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器602执行以实现根据本公开的实施例的方法：
利用谱聚类算法聚类K个时间敏感流得到N个簇，其中，K个时间敏感流两两间的相似度根据时间敏感流的属性特征计算得到，所述属性特征包括：基于源节点及目的节点确定的路由路径数量、传输时长以及流量周期；
根据簇内时间敏感流的相似度对簇排序，并按照簇的排序对K个时间敏感流进行路由调度；
基于配置的时间敏感流的全局网路拓扑结构确定簇内每个时间敏感流在所述全局网路拓扑结构上路由调度的约束条件；
使用线性规划问题处理方式，利用优化器求解得到时间敏感流的输出链路信息以及在该输出链路上的开始传输时间信息；其中，所述线性规划问题的优化目标为最小化时间敏感流的端到端时延和路由数目；
根据所述输出链路信息以及在该输出链路上的开始传输时间信息配置所述全局网路拓扑结构中的交换机节点。
根据本公开的实施例，所述基于配置的时间敏感流的全局网路拓扑结构确定簇内每个时间敏感流在所述全局网路拓扑结构上路由调度的约束条件，包括：
裁剪时间敏感流的全局网路拓扑结构中的冗余链路，得到简化网络；
基于所述简化网络确定簇内每个时间敏感流在所述全局网路拓扑结构上路由调度的约束条件。
根据本公开的实施例，所述约束条件至少包括：冲突避免约束、时延约束、实时性约束以及链路传输约束。
根据本公开的实施例，所述时间敏感流两两间的相似度为：
Figure BDA0003002348960000111
其中，Ri和Rj分别表示了时间敏感流i和j使用的路径集合，||表示路径集合中元素的个数，ti和tj分别表示了时间敏感流i和j的传输时长，Pi和Pj分别表示了时间敏感流i和j的流量周期。
根据本公开的实施例，聚类得到的N个簇的数量为：
Figure BDA0003002348960000121
其中，n为每个簇内时间敏感流的数量，5≤n≤10。
根据本公开的实施例，所述根据所述输出链路信息以及在该输出链路上的开始传输时间信息配置所述全局网路拓扑结构中的交换机节点，包括：
根据输出链路信息确定门控列表的对应端口；以及
根据输出链路上的开始传输时间信息确定所述门控列表开启门的时间。
图7示出适于用来实现根据本公开实施例的方法的计算机系统的结构示意图。
如图7所示，计算机系统700包括处理单元701，其可以根据存储在只读存储器(ROM)702中的程序或者从存储部分708加载到随机访问存储器(RAM)703中的程序而执行上述实施例中的各种方法。在RAM 703中，还存储有系统700操作所需的各种程序和数据。处理单元701、ROM702以及RAM 703通过总线704彼此相连。输入/输出(I/O)接口705也连接至总线704。
以下部件连接至I/O接口705：包括键盘、鼠标等的输入部分706；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分707；包括硬盘等的存储部分708；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分709。通信部分709经由诸如因特网的网络执行通信过程。驱动器710也根据需要连接至I/O接口705。可拆卸介质711，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器710上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分708。其中，所述处理单元701可实现为CPU、GPU、TPU、FPGA、NPU等处理单元。
特别地，根据本公开的实施例，上文描述的方法可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在机器可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包含用于执行上述方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分709从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质711被安装。
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本公开实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过可编程硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。
作为另一方面，本公开还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中电子设备或计算机系统中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，所述程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本公开的方法。
以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (9)

1.时间敏感流的路由调度方法，其特征在于，包括：
利用谱聚类算法聚类K个时间敏感流得到N个簇，其中，K个时间敏感流两两间的相似度根据时间敏感流的属性特征计算得到，所述属性特征包括：基于源节点及目的节点确定的路由路径数量、传输时长以及流量周期；
根据簇内时间敏感流的相似度对簇排序，并按照簇的排序对K个时间敏感流进行路由调度；
基于配置的时间敏感流的全局网路拓扑结构确定簇内每个时间敏感流在所述全局网路拓扑结构上路由调度的约束条件；
使用线性规划问题处理方式，利用优化器求解得到时间敏感流的输出链路信息以及在该输出链路上的开始传输时间信息；其中，所述线性规划问题的优化目标为最小化时间敏感流的端到端时延和路由数目；
根据所述输出链路信息以及在该输出链路上的开始传输时间信息配置所述全局网路拓扑结构中的交换机节点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于配置的时间敏感流的全局网路拓扑结构确定簇内每个时间敏感流在所述全局网路拓扑结构上路由调度的约束条件，包括：
裁剪时间敏感流的全局网路拓扑结构中的冗余链路，得到简化网络；
基于所述简化网络确定簇内每个时间敏感流在所述全局网路拓扑结构上路由调度的约束条件。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述约束条件至少包括：冲突避免约束、时延约束、实时性约束以及链路传输约束。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述时间敏感流两两间的相似度为：
Figure FDA0003002348950000011
其中，Ri和Rj分别表示了时间敏感流i和j使用的路径集合，||表示路径集合中元素的个数，ti和tj分别表示了时间敏感流i和j的传输时长，Pi和Pj分别表示了时间敏感流i和j的流量周期。
5.根据权利要求1、2或4所述的方法，其特征在于，聚类得到的N个簇的数量为：
Figure FDA0003002348950000021
其中，n为每个簇内时间敏感流的数量，5≤n≤10。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述输出链路信息以及在该输出链路上的开始传输时间信息配置所述全局网路拓扑结构中的交换机节点，包括：
根据输出链路信息确定门控列表的对应端口；以及
根据输出链路上的开始传输时间信息确定所述门控列表开启门的时间。
7.时间敏感流的路由调度装置，其特征在于，包括：
计算模块，被配置为利用谱聚类算法聚类K个时间敏感流得到N个簇，其中，K个时间敏感流两两间的相似度根据时间敏感流的属性特征计算得到，所述属性特征包括：基于源节点及目的节点确定的路由路径数量、传输时长以及流量周期；
排序模块，被配置为根据簇内时间敏感流的相似度对簇排序，并按照簇的排序对K个时间敏感流进行路由调度；
确定模块，被配置为基于配置的时间敏感流的全局网路拓扑结构确定簇内每个时间敏感流在所述全局网路拓扑结构上路由调度的约束条件；
求解模块，被配置为使用线性规划问题处理方式，利用优化器求解得到时间敏感流的输出链路信息以及在该输出链路上的开始传输时间信息；其中，所述线性规划问题的优化目标为最小化时间敏感流的端到端时延和路由数目；
配置模块，被配置为根据所述输出链路信息以及在该输出链路上的开始传输时间信息配置所述全局网路拓扑结构中的交换机节点。
8.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器；其中，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行以实现权利要求1-6任一项所述的方法步骤。
9.一种可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，该计算机指令被处理器执行时实现权利要求1-6任一项所述的方法步骤。
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