CN114363187B - 一种虚拟工业设备节点的部署方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种虚拟工业设备节点部署方法及系统，方法包括如下步骤：将工业设备节点的业务进行逻辑抽象化，生成虚拟工业设备节点，并按虚拟工业设备节点种类进行分类；确定虚拟工业设备节点的计算能力的要求参数以及承载的流量特征；虚拟工业设备节点位置的自动化部署，通过服务器平台中的虚拟化接口实现虚拟工业设备节点的创建；生成QBV门控配置流表并下发到TSN交换机和服务器中的网络接口，实现流量调度。本申请基于TSN网络，通过TSN‑SDN柔性纳管虚拟PLC实现确定性可靠性传输的方法，做到业务功能的快速开通并保证业务流量的实时性和可靠性传输，且满足计算能力的动态调整。

Description

一种虚拟工业设备节点的部署方法及系统

技术领域

本发明涉及工业互联网技术领域，特别是涉及虚拟工业设备节点的部署方法及系统。

背景技术

PLC是实现工业生产过程中重要的控制或者计算单元，传统的工业生产环境在建设初期根据生产模式和要求，静态的部署PLC控制器件、静态的连接网络，完成调试后长期运行，这样的部署模式耗时较长，且运行后也不容易改动；传统封闭的工业生产模式需要适应柔性的工业需求，同时，工业生产中对计算能力日益突出的需求，工业生产结合边缘计算提供生产过程中计算能力的保证，实现诸如AI质检、生产数据分析等功能，当前，某工业控制领域领头公司的工业边缘计算具体实现方法为PLC在设备边缘提供计算能力，开发通用的APP，在PLC上部署APP提供边缘的计算能力。该种方式无论是计算能力还是柔性程度都不高。其他一些工业控制领域领头公司在虚拟PLC领域都在专注于在通用PC上部署虚拟化的PLC组件，专注虚拟化PLC功能的实现。综上所述，当前工业生产场景PLC不论是做控制器还是作为计算单元，这种静态部署模式以及和硬件PLC强关联的工作模式，无法做到快速部署，且PLC的计算能力受硬件限制，无法按需动态扩展。

传统的封闭的工业运行模式在一次部署安装后改动需求很小，且对计算能力的要求不大，所以传统的这种工作方式基本能满足业务需求。但随着工业迈向4.0时代，结合大数据、云计算、互联网等先进技术，工业的运作模式出现巨大的变化，传统的工作模式不再适用，生产需求快速变化，计算能力要求逐步增大，这就要求工业组网具有较强的柔性重塑功能，做到控制计算快速按需部署。硬件PLC控制器或者计算单元在部署模式和计算能力上存在灵活性低、不可扩展不能满足新型工业模式，另外，工业生产网络对系统的实时性具有很高的要求，计算和控制单元实时性传输的保证是重要的参数指标，在满足柔性动态部署的前提下，保证计算和控制单元的实时性确定性则是关键技术要求。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于TSN-SDN纳管的确定性虚拟PLC部署方法及装置，该技术基于TSN网络，通过TSN-SDN柔性纳管虚拟PLC实现确定性可靠性传输的方法，做到业务功能的快速开通并保证业务流量的实时性和可靠性传输，且满足计算能力的动态调整。

上述效果通过以下技术方案具体实现：

一种虚拟工业设备节点部署方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一，将工业设备节点的业务进行逻辑抽象化，生成虚拟工业设备节点，并按虚拟工业设备节点种类进行分类；

步骤二，根据业务需求确定虚拟工业设备节点的计算能力的要求参数以及承载的业务流量特征，采集各虚拟工业设备节点实际运行时的流量以及实际分配的计算资源；

步骤三，TSN-SDN控制器根据所述虚拟工业设备节点承载的流量特征进行虚拟工业设备节点位置的自动化部署，通过服务器平台中的虚拟化接口实现虚拟工业设备节点的创建或删除；

步骤四，TSN-SDN控制器根据所述虚拟工业设备节点承载的流量特征结合服务器平台全局的拓扑带宽资源以及全局的已存在的流量配置情况进行计算，生成QBV门控配置流表并下发到TSN交换机和服务器中的网络接口，实现流量调度。

进一步的，所述步骤一中：

所述虚拟工业设备节点类型用来区分不同类型的虚拟工业设备节点，不同的虚拟工业设备节点类型对应不同的虚拟化镜像，所述业务流量特征指工业设备节点实际运行时所需的流量参数，所述计算能力是指为虚拟工业设备节点实际分配的计算资源。

进一步的，所述计算资源包括内核个数、内存以及磁盘大小。

更进一步的，所述流量参数包括流量的源、目的端口，流量的周期、流量报文的大小、最大延迟以及抖动要求参数。

进一步的，所述步骤三具体是指：

首先，计算满足计算能力要求的虚拟工业设备部署位置，针对不同位置生成不同的流量传输路径；再结合业务流量的传输要求基于带宽预留分配算法进行调度计算，针对不同的传输路径计算出流量传输时延、抖动大小以及QBV门控列表，在满足时延和抖动要求的前提下，选择最小时延和抖动的部署位置；最后，通过服务器平台的虚拟化接口完成虚拟工业设备节点在最优服务器位置的创建或删除。

进一步的，所述步骤四具体是指：

所述TSN-SDN控制器为每一条流量规划传输路径和策略，包括BE流和时间敏感流，首先，结合拓扑的链路带宽和流量传输时延要求进行计算，输出策略包括流量传输路径、流量入缓冲队列、TSN交换机以及服务器平台各接口的QBV开关状态，生成传输路径和策略后，通过NECONF南向协议下发配置到TSN交换机和服务器平台的网络接口中，网络接口根据配置实现流量的确定性传输。

作为本申请的一种优选实施方案，TSN-SDN控制器通过服务器平台的虚拟化接口实现虚拟化环境运行数据的采集，当计算能力不足时，TSN-SDN控制器支持虚拟工业设备节点计算能力的动态扩展或者虚拟工业设备节点迁移。

一种虚拟工业设备节点的部署系统，所述系统包括TSN交换机、TSN接入设备传感器、执行器，TSN-SDN控制器以及服务器平台；其中，

所述TSN-SDN控制器用于根据虚拟工业设备节点的计算能力的要求参数以及承载的流量特征得到虚拟工业设备节点位置信息；根据所述虚拟工业设备节点承载的流量特征结合服务器平台全局的拓扑带宽资源以及全局的已存在的流量配置情况进行计算，生成虚拟工业设备节点位置信息以及QBV门控配置流表；

所述服务器平台为虚拟工业设备节点的部署平台，其与所述TSN-SDN控制器对接，服务器平台包虚拟化接口及网络接口，所述虚拟化接口用于根据所述TSN-SDN控制器生成的虚拟工业设备节点位置信息完成虚拟工业设备节点的创建，网络接口根据流量传输策略下发QBV门控配置流表实现流量调度；

所述TSN接入设备传感器用于业务流量的采集，传感器具有时间同步功能，具有输出TSN流量能力；

所述执行器用于业务计算后输出执行操作，执行器具有时间同步功能。

进一步的，所述TSN-SDN控制器对服务器平台的管理包括虚拟工业设备节点生命周期管理和服务器内部网络管理；所述TSN-SDN控制器基于全局的拓扑资源以及流量配置进行集中式的调度和管理。

进一步的，所述TSN-SDN控制器北向提供工业设备节点业务的增加删除查询接口，TSN-SDN控制器提供业务服务接口，包括设定虚拟工业设备节点的业务类型、流量传输大小、周期、延时。

更进一步的，所述虚拟工业设备节点为虚拟PLC。

本发明与现有技术相比，本发明具有如下优点：

（1）通过虚拟化工业设备，使工业设备的硬件功能抽象为具体的功能模型，用户面向SDN即可直接配置业务功能，而无需关注底层网络规划和资源配置，降低操作难度；

（2）SDN控制器可实现虚拟工业设备节点的部署与网络流量调度，对应物理工业设备资源能够柔性部署，按需分配，动态可调，满足新型工业场景需求，能实现业务快速开通；

（3）SDN控制器实现统一的配置调度管理，实现主体网络以及服务器内部网络的实时性和确定性传输，实现虚拟工业设备节点业务的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明中的技术方案，下面将对本发明中所需要使用的附图进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本发明的系统框图；

图2为本发明方法的业务流程图；

图3为本发明示例流量拓扑图；

图4为本发明中虚拟工业设备节点位置部署的系统结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施案例提供工业场景下确定性虚拟PLC基于TSN-SDN控制器的快速部署方法，可以满足新型工业需求场景，做到业务的快速开通，并且保证系统运行的实时性及确定性。

实施例1

基于现有的工业PLC应用过程中面临的问题，本发明实施案例提供了一种虚拟工业设备节点的部署系统，所述系统包括TSN交换机、TSN接入设备传感器、执行器，TSN-SDN控制器以及服务器平台；其中，

所述TSN-SDN控制器用于根据虚拟工业设备节点的计算能力的要求参数以及承载的流量特征得到虚拟工业设备节点位置信息；根据所述虚拟工业设备节点承载的流量特征结合服务器平台全局的拓扑带宽资源以及全局的已存在的流量配置情况进行计算，生成虚拟工业设备节点位置信息以及QBV门控配置流表；

所述服务器平台为虚拟工业设备节点的部署平台，其与所述TSN-SDN控制器对接，服务器平台包虚拟化接口及网络接口，所述虚拟化接口用于根据所述TSN-SDN控制器生成的虚拟工业设备节点位置信息完成虚拟工业设备节点的创建，网络接口根据流量传输策略下发QBV门控配置流表实现流量调度；

所述TSN接入设备传感器用于业务流量的采集，传感器具有时间同步功能，具有输出TSN流量能力；

所述执行器用于业务计算后输出执行操作，执行器具有时间同步功能。

图1是系统工作原理。TSN-SDN控制器和服务器平台对接，服务器平台提供SDK接口供控制器调用，SDK接口包括虚拟工业设备节点管理接口和服务器内部网络管理接口，TSN-SDN控制器实现对服务器内部虚拟化和网络的管理。转发面包含TSN交换机、服务器平台、以及传感器和执行器等部件，TSN交换机基于TSN网络构建主体网络，所有业务基于TSN网络部署实施，服务器平台作为虚拟工业设备节点载体，服务器、传感器、执行器等统一接入TSN交换机中。TSN-SDN控制器具有全局的网络视图和服务器资源视图，基于全局视角的资源分配，TSN-SDN控制器可以实现虚拟工业设备节点和流量的统一调度，其中虚拟工业设备节点计算能力里可以实现基于业务需求动态按需分配，TSN-SDN控制器基于全局业务的流量调度，可以保证系统运行的实时性。

TSN-SDN控制器北向提供基于业务的API接口供应用层调用，包含业务类型和业务流量特征，其中业务流量特征包含但不限于流量的周期、报文大小、传输时延等要求，TSN-SDN控制器根据业务类型分配PLC资源，对于对硬件有特殊要求的业务，TSN-SDN控制器分配相关的硬件PLC供使用，并基于业务流量需求控制TSN主体网络中的流量调度实现确定性传输，此处硬件PLC控制器作为一种硬件资源统一由TSN-SDN控制器纳管。对于适用于虚拟资源部署PLC，TSN-SDN控制器基于业务特征及计算能力需求在服务器上开辟虚拟计算资源供使用，且规划保证系统实时流量的传输。

服务器平台提供虚拟计算及控制单元的部署的接口，服务器平台统一由TSN-SDN控制器纳管，TSN-SDN控制器拥有全部服务器平台的资源视图，服务器平台提供虚拟化管理的SDK接口，同时和PLC业务相关联的虚拟PLC镜像部署在服务器平台上，TSN-SDN控制端接收北向接口调用的服务创建接口，基于服务类型选择对应的PLC镜像并调用服务器SDK接口完成虚拟工业设备节点的创建工作，其中虚拟工业设备节点的计算能力基于业务类型在虚拟工业设备节点创建初期即可按需分配。TSN-SDN控制器负责虚拟工业设备节点完整的生命周期管理工作。另外TSN-SDN控制器提供单个虚拟工业设备节点资源的动态调整接口，在部署运行阶段提供接口动态调整虚拟工业设备节点的计算能力。

TSN交换机作为主体网络的载体提供系统互联互通的确定性保障，TSN-SDN控制器通过NETCONF协议实现对TSN交换机的管理，配置诸如QBV、QBU、时钟同步等协议，TSN-SDN接收北向业务配置时，控制器规划流量的传输路径，并基于全局的流量业务配置计算控制参数，通过NETCONF下发控制器，实现业务流量在TSN交换机中的实时传输。

服务器平台除提供虚拟化配置接口外，同时提供网络配置能力，TSN-SDN控制器实现对虚拟工业设备节点网络的管理，负责虚拟工业设备节点的网络通路的配置，通过DHCP代理实现虚拟工业设备节点网络的配置，另虚拟工业设备节点网卡到服务器上行出端口之间流量的实时性通过TSN-SDN统一计算调度，TSN-SDN控制器拥有服务器内部虚拟工业设备节点全部业务流量需求，服务器内部网络抽象为一台TSN交换机，TSN-SDN控制器按照标准的TSN协议统一进行计算和调度，并完成对服务器网络的配置工作。

实施例2

图2所示为本发明方法的业务流程图，TSN-SDN控制器统一管理TSN交换机和服务器平台，TSN-SDN控制器和服务器平台对接，实现对服务器平台虚拟化和内部网络管理。在进行工业节点业务创建时，TSN-SDN控制器拥有系统网络拓扑、服务器资源以及已配置的流量信息，用户输入用户业务，包括业务类型、工业设备计算能力要求参数以及工业设备节点承载的业务流量特征；TSN-SDN感知新业务配置后进行计算和调度，在完成虚拟机位置及流量传输策略的计算后，TSN-SDN控制器在服务器平台上完成虚拟机的创建，并下发配置到服务器内部网络模块和TSN交换机中，完成新增业务算力部署和网络规划。

综上原理所述，下面结合具体配置流程详细介绍本方案的操作流程；为了实现以上目的，本发明提供的一种虚拟工业设备节点部署方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一，将工业设备节点的业务进行逻辑抽象化，生成虚拟工业设备节点，并按虚拟工业设备节点种类进行分类；

步骤二，根据需求确定虚拟工业设备节点的计算能力的要求参数以及承载的流量特征；

步骤三，TSN-SDN控制器根据所述虚拟工业设备节点承载的流量特征进行虚拟工业设备节点位置的自动化部署，通过服务器平台中的虚拟化接口实现虚拟工业设备节点的创建或删除。

步骤四，TSN-SDN控制器根据所述虚拟工业设备节点承载的流量特征结合服务器平台全局的拓扑带宽资源以及全局的已存在的流量配置情况进行计算，生成QBV门控配置流表并下发到TSN交换机和服务器中的网络接口，实现流量调度。

参考图3，下面详细介绍本实施例部署方法的具体实现过程：

初始时，环境中存在TSN网络环境，包括TSN交换机，TSN接入设备传感器、执行器，TSN-SDN控制器以及服务器平台。TSN-SDN控制器实现对TSN交换机的管理和配置，同时TSN-SDN控制器和服务器平台实现对接，通过服务器平台SDK接口感知服务器计算和网络资源，TSN-SDN控制器除拥有全局的网络拓扑和全局的流量配置外，同样负责服务平台计算资源和网络资源的配置和调度。初始接入具体配置以及对接方式，此处不再赘述，TSN-SDN控制器配置接入完成后，用户通过TSN-SDN控制器配置AS时钟同步，包括所有的接入设备、转发设备以及服务器，实现TSN全网络环境中的时间同步。

S1：将工业设备节点的业务进行逻辑抽象化，生成虚拟工业设备节点，并按虚拟工业设备节点种类进行分类，本实施例中所涉及的工业设备节点包含任何可虚拟化的工业设备，如PLC等；所述虚拟工业设备节点类型用来区分不同类型的虚拟工业设备节点，不同的虚拟工业设备节点类型对应不同的虚拟化镜像，所述业务流量特征指工业设备节点实际运行时所需的流量参数，所述计算能力是指为虚拟工业设备节点实际分配的计算资源。

S2: 如图4所示，根据用户输入的虚拟工业设备节点的计算能力的要求参数和业务流量特征，如针对PLC设备，配置虚拟PLC业务，TSN-SDN控制器北向提供配置接口包括：PLC类型、流量传输特征以及计算能力参数等，其中根据PLC类型选择对应的镜像模板创建虚拟PLC；计算能力参数为虚拟PLC分配计算资源；流量传输特征参照S2步骤，为虚拟PLC实际流量传输要求，配置如图3流量F2、F3所示的虚拟PLC业务。TSN-SDN控制器结合服务器计算资源使用情况分配虚拟工业设备节点位置，具体为TSN-SDN控制器感知全网虚拟工业设备节点当前的计算能力，直接筛选出满足用户计算能力要求参数的处理器位置，初步确定能够用于部署虚拟工业设备节点位置；再针对初步筛选出的虚拟工业设备节点位置，结合工业设备节点的业务流量特征、全局的拓扑带宽资源以及全局的已存在的流量配置进行规划和计算，针对不同虚拟机部署位置计算业务流量实际时延和抖动，实际时延和抖动小于业务流量配置的时延和抖动，该位置即可满足业务部署需要。

然后，计算QBV门控列表，下发到转发面。如图3流量F2所示，结合计算能力和流量传输需求，虚拟工业设备节点部署在server1上，TSN-SDN控制器调用server1的SDK接口实现虚拟工业设备节点的创建。

S3：在完成虚拟工业设备节点创建后，TSN-SDN控制器通过NETCONF协议下发静态MAC到TSN-SW2和TSN-SW3以及服务器内部网络模块上以实现流量按指定路径传输，TSN-SDN控制器同时下发QBV门控列表到TSN-SW2和TSN-SW3交换机接口3上。如图3流量F3所示，结合计算能力和流量传输需求，虚拟工业设备节点部署正在server2上，TSN-SDN控制器调用server2的SDK接口实现虚拟工业设备节点的创建，在完成虚拟工业设备节点创建后，TSN-SDN通过NETCONF协议下发静态MAC到TSN-SW1和TSN-SW2以及服务器内部网络模块上以实现流量按指定路径传输，TSN-SDN控制器同时下发QBV门控列表到TSN-SW1、TSN-SW2交换机的接口4上。

通过TSN-SDN控制器配置时间敏感流量F1，如图3所示，流量参数包括源设备、目的设备以及流量特征，流量特征包括流量类型、传输周期、传输包长、延时以及抖动等要求，针对ST时间敏感流量，TSN-SDN控制器根据流量配置进行全局的网络拓扑和资源进行规划和调度，规划流量传输路径和策略，本实施例采用基于Flow based DeterministicScheduling FDS算法，再结合业务流量的传输要求进行调度计算，针对不同的传输路径，计算流量传输时延、抖动大小以及QBV门控列表，在满足预设时延和抖动要求的前提下，选择最小时延和抖动的部署位置，并通过NETCONF配置协议下发TSN交换机上。如图3所示拓扑，TSN-SDN控制器在交换机TSN-SW1、TSN-SW2以及TSN-SW3上下发静态MAC以实现流量按确定性路径转发，同时在TSN-SW1 接口4、TSN-SW2接口3以及TSN-SW3接口4上下发配置QBV门控列表。

上述配置时间敏感流的过程，体现本方法了的实时性流量调度，虚拟化和非虚拟化同系统共存。

TSN-SDN控制器监控虚拟PLC的运行情况，包括故障检测和CPU，内存等使用情况，服务器通过SDK接口上报虚拟PLC的运行情况，当TSN-SDN控制器检测到故障或资源告警时，TSN-SDN控制器除及时向用户告警外，支持迁移配置，TSN-SDN控制器重新根据全局的服务器资源和网络带宽使用情况进行二次计算，计算出虚拟PLC合适的迁移位置和保障流量实时性的配置参数，二次下发配置。另通过服务器的SDK接口，可以直接在TSN-SDN控制器上进行计算算力的动态调整。

在进行删除虚拟工业设备节点时，TSN-SDN控制器提供删除虚拟PLC接口，删除流程分为两步，第一步调用服务器SDK接口删除虚拟工业设备节点资源，释放CPU，内存等。第二步，删除流量配置，TSN-SDN控制器向TSN交换机和服务器内部网络下发配置命令，释放带宽预留，如图3所示，针对流量F2所承载的虚拟业务删除，TSN-SDN控制器调用server1 SDK接口删除虚拟工业设备节点，同时TSN-SDN控制器通过NETCONF协议下发删除静态MAC以及重新下发QBV门控配置释放链路带宽。

作为本申请的一种优选实施方案，TSN-SDN控制器通过服务器平台的虚拟化接口实现虚拟化环境运行数据的采集，当计算能力不足时，TSN-SDN控制器支持虚拟工业设备节点计算能力的动态扩展或者虚拟工业设备节点迁移。

综上所述，针对工业应用场景，控制或者计算单元目前都是采用PLC硬件模式部署，无法满足新型工业生产模式改变带来的需求转变，本文提出一种基于TSN-SDN纳管确定性虚拟PLC的部署方法和装置，实现业务模型到转发模型的转换，在保障业务的实时性和确定性的前提下，实现虚拟PLC的一键化极简部署，通过控制器部署业务（流量和计算能力），用户看不到实际硬件设备，由控制器自动分配，实现业务功能和物理器件的分离，计算能力动态可扩展等。

本发明包含如下技术效果：

1）工业控制领域TSN-SDN控制器实现对服务器平台的统一管理；

2）PLC业务进行逻辑抽象，进行业务和硬件实体分离，实现功能接口化；

3）TSN-SDN控制器提供PLC业务的北向配置管理接口，并完成业务功能面到转发面的映射；

4）TSN-SDN控制器实现对PLC虚拟化生命周期的纳管；

5）TSN-SDN控制器实现PLC虚拟单元网络的管理；

6）TSN-SDN控制器保证PLC业务流量的实时性，包含TSN主体交换网络和服务器内部网络；

7）TSN-SDN控制基于服务器内部虚拟工业设备节点流量规划完成服务器内部网络的调度和控制；

8）服务器平台提供确定性网络配置接口；

9）TSN-SDN控制器具有纳管虚拟化PLC平台以及PLC硬件实体能力。

上述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种虚拟工业设备节点部署方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤一，生成虚拟工业设备节点，并按虚拟工业设备节点种类进行分类；

步骤二，根据业务需求确定虚拟工业设备节点的计算能力的要求参数以及承载的业务流量特征，采集各虚拟工业设备节点实际运行时的流量以及实际分配的计算资源；

步骤三，TSN-SDN控制器根据所述虚拟工业设备节点的计算能力的要求参数以及承载的流量特征，以及实际运行时的流量、实际分配的计算资源得到虚拟工业设备节点位置，服务器平台中的虚拟化接口根据TSN-SDN控制器得到的节点位置信息将虚拟工业设备节点部署在服务器平台上。

2.根据权利要求1所述的一种虚拟工业设备节点部署方法，其特征在于，所述方法还包含流量调度过程，具体为：步骤四，TSN-SDN控制器根据所述虚拟工业设备节点承载的流量特征结合服务器平台全局的拓扑带宽资源以及全局的已存在的流量配置情况进行计算，生成QBV门控配置流表并下发到TSN交换机和服务器中的网络接口，实现流量调度。

3.根据权利要求1所述的一种虚拟工业设备节点部署方法，其特征在于，所述步骤一中：

不同的虚拟工业设备节点类型对应不同的虚拟化镜像，所述虚拟化镜像与服务器平台中的虚拟化接口交互。

4.根据权利要求1所述的一种虚拟工业设备节点部署方法，其特征在于，所述计算能力的要求参数至少包括内核个数、内存以及磁盘大小。

5.根据权利要求1所述的一种虚拟工业设备节点部署方法，其特征在于，所述业务流量特征包括流量的源、目的端口，流量的周期、流量报文的大小、最大延迟以及抖动要求参数。

6.根据权利要求1所述的一种虚拟工业设备节点部署方法，其特征在于，所述步骤三具体是指：

计算满足计算能力的要求参数以及承载的业务流量特征要求的虚拟工业设备部署位置，针对不同位置生成不同的流量传输路径；

结合业务流量的传输要求基于带宽预留分配算法进行调度计算，针对不同的传输路径计算出流量传输时延、抖动大小以及QBV门控列表，在满足时延和抖动要求的前提下，选择预设时延和预设抖动的部署位置；

通过服务器平台的虚拟化接口完成虚拟工业设备节点在服务器平台上的创建。

7.根据权利要求2所述的一种虚拟工业设备节点部署方法，其特征在于，所述步骤四具体是指：

所述TSN-SDN控制器为每一条流量规划传输策略，所述流量分为BE流和时间敏感流，结合拓扑的链路带宽和流量传输时延要求进行计算，输出传输策略包括流量传输路径、流量入缓冲队列、TSN交换机以及服务器平台各接口的QBV开关状态，生成传输策略后，通过NECONF南向协议下发配置到TSN交换机和服务器平台的网络接口中，网络接口根据传输策略实现流量调度。

8.根据权利要求1至7任一项所述的一种虚拟工业设备节点部署方法，其特征在于，TSN-SDN控制器通过服务器平台的虚拟化接口实时对各虚拟工业设备节点实际运行时的流量以及实际分配的计算资源数据进行采集，当某虚拟工业设备节计算能力不满足计算能力的要求参数时，TSN-SDN控制器将通过虚拟化接口实现虚拟化镜像的位置信息的发布，新建或删除虚拟工业设备节点，实现TSN-SDN控制器对虚拟工业设备节点计算能力的动态扩展或者虚拟工业设备节点迁移。

9.一种虚拟工业设备节点的部署系统，其特征在于，

所述系统包括TSN交换机、TSN接入设备传感器、执行器，TSN-SDN控制器以及服务器平台；其中，

所述TSN-SDN控制器用于根据虚拟工业设备节点的计算能力的要求参数以及承载的流量特征得到虚拟工业设备节点位置信息；根据所述虚拟工业设备节点承载的流量特征结合服务器平台全局的拓扑带宽资源以及全局的已存在的流量配置情况进行计算，生成虚拟工业设备节点位置信息以及QBV门控配置流表；

所述服务器平台为虚拟工业设备节点的部署平台，其与所述TSN-SDN控制器对接，服务器平台包虚拟化接口及网络接口，所述虚拟化接口用于根据所述TSN-SDN控制器生成的虚拟工业设备节点位置信息完成虚拟工业设备节点的创建，网络接口根据流量传输策略下发QBV门控配置流表实现流量调度；

所述TSN接入设备传感器用于业务流量的采集，传感器具有时间同步功能，具有输出TSN流量能力；

所述执行器用于业务计算后输出执行操作，执行器具有时间同步功能。

10.根据权利要求9所述的一种虚拟工业设备节点的部署系统，其特征在于，

所述TSN-SDN控制器对服务器平台的管理包括虚拟工业设备节点生命周期管理和服务器内部网络管理；所述TSN-SDN控制器基于全局的拓扑资源以及流量配置进行集中式的调度和管理。

11.根据权利要求9所述的一种虚拟工业设备节点的部署系统，其特征在于，所述TSN-SDN控制器北向提供虚拟工业设备节点业务的增加或删除查询接口，TSN-SDN控制器提供业务服务接口，包括设定虚拟工业设备节点的业务类型、流量传输大小、周期、延时。

12.根据权利要求9至11任一项所述的一种虚拟工业设备节点的部署系统，其特征在于，所述虚拟工业设备节点为虚拟PLC。