CN114928894A - 一种时间敏感网络确定性调度方法及装置 - Google Patents

一种时间敏感网络确定性调度方法及装置 Download PDF

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CN114928894A CN202210491954.1A CN202210491954A CN114928894A CN 114928894 A CN114928894 A CN 114928894A CN 202210491954 A CN202210491954 A CN 202210491954A CN 114928894 A CN114928894 A CN 114928894A
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寿国础
薛俊礼
郭梦杰
黄晓甫
李洪星
刘雅琼
胡怡红
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Abstract

本发明实施例提供了一种时间敏感网络确定性调度方法及装置。方案如下：针对每一目标数据流，获取该目标数据流在时间敏感网络中端到端传输的时延上界要求和时延下界要求；获取端到端传输的最小时延；针对每一待传输数据流，基于该待传输数据流的时延上界要求和时延下界要求，计算该待传输数据流端到端传输时的缓存时延区间；基于每一待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间，利用预设时间感知调度算法，确定时间敏感网络各节点的门控列表中队列传输门的门状态，以及每一门状态对应的状态持续时间。通过本申请实施例提供的技术方案，能够精确控制网络中数据流的端到端时延，保证数据流到达目的节点时间的确定性。

Description

一种时间敏感网络确定性调度方法及装置
技术领域
本发明涉及工业物联网技术领域，特别是涉及一种时间敏感网络确定性调度方法及装置。
背景技术
确定性服务是一种网络服务，具有有界时延、低时延变化和低丢包率的特征。时间敏感网络(Time Sensitive Networking，TSN)是支持确定性服务的有效技术。具体的，通过时间感知调度(Time Aware Scheduling，TAS)的方式确定出TSN中每一节点(即TSN节点)的队列的门控列表(Gate Control List，GCL)，即每一节点的队列传输门的门状态，以及每一门状态的对应的状态持续时间，从而根据确定出的门控列表控制队列传输门的开放与关闭，进而保证了确定性服务所对应的目标数据流可以有界时延完成传输。
确定性服务可以包括及时(in-time)服务和准时(on-time)服务。其中，及时服务时延要求为有界时延要求，即时延上界要求；准时服务要求完成传输的时延在时间窗口内，即规定了数据流完成传输的时延上界和时延下界。在发送时间已知的情况下，准时服务的时间窗口要求可转化为时延上界要求和时延下界要求。
目前，相关技术中的时间敏感网络的时间感知调度方法仅考虑了及时服务时延要求的时延上界要求，时延范围宽泛，这使得基于及时服务时延要求的时延上界要求所确定出的每一节点的队列传输门的门状态和每一门状态的对应的状态持续时间，并不能满足准时服务的时延下界要求，从而影响数据流端到端的传输过程，无法保证数据流端到端传输的时延的确定性，也不能保证TSN对准时服务的支持能力。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种时间敏感网络确定性调度方法及装置，以保证数据流端到端时延的确定性，增强TSN对确定性服务的支持能力。具体技术方案如下：
本申请实施例提供了一种时间敏感网络确定性调度方法，所述方法包括：
获取目标数据流集合，所述目标数据流集合中包括至少一个目标数据流；
针对每一目标数据流，获取该目标数据流在时间敏感网络中端到端传输的时延上界要求和时延下界要求；
获取该目标数据流在所述时间敏感网络中端到端传输的最小时延；
针对所述目标数据流集合中的每一待传输数据流，基于该待传输数据流的时延上界要求和时延下界要求，计算该待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间；其中，所述待传输数据流的最小时延不大于该待传输数据流的时延上界要求；
基于每一待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间，利用预设时间感知调度算法，确定所述时间敏感网络各节点的门控列表中队列传输门的门状态，以及每一门状态对应的状态持续时间。
可选的，所述针对所述目标数据流集合中的每一待传输数据流，基于该待传输数据流的时延上界要求和时延下界要求，计算该待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间的步骤，包括：
针对所述目标数据流集合中的每一待传输数据流，若该待传输数据流的最小时延小于该待传输数据流的时延下界要求，则将第一差值作为该待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间的左端点，并将第一差值与第二差值的和值确定为该待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间的右端点；
若该待传输数据流的最小时延不小于该待传输数据流的时延下界要求，则确定该待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端时的缓存时延区间的左端点为0，并将第三差值确定为该待传输数据流在所述网络中端到端传输时的缓存时延区间的右端点；
其中，所述第一差值为该待传输数据流的时延下界要求与该待传输数据流的最小时延的差值，所述第二差值为该待传输数据流的时延上界要求与该待传输数据流的时延下界要求的差值，所述第三差值为该待传输数据流的时延上界要求与该待传输数据流的最小时延的差值。
可选的，所述基于每一待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间，利用预设时间感知调度算法，确定所述时间敏感网络各节点的门控列表中队列传输门的门状态，以及每一门状态对应的状态持续时间的步骤，包括：
根据每一待传输数据流的时延函数，以及每一待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间，利用预设时间感知调度算法，确定在预设约束条件下所述时间敏感网络各节点的门控列表中队列传输门的门状态，以及每一门状态对应的状态持续时间，其中，所述预设约束条件是基于所述时间敏感网络中每一节点的物理队列上的队列传输门的开放时间，同一节点的各个物理队列上队列传输门的开放时间，同一物理队列中各待传输数据流间的流隔离，门控列表的循环周期，以及每一待传输数据的时延上界要求和时延下界要求生成的。
可选的，所述预设约束条件包括第一约束条件、第二约束条件和第三约束条件；
所述第一约束条件表示为：
Figure BDA0003631410740000021
其中，
Figure BDA0003631410740000022
为全称量词，F为待传输数据流的集合，pathk为待传输数据流fk的路径，vi为pathk上的节点，volk为待传输数据流fk的流量大小，volk＝max{lk,gbk,gci}，max为最大值操作，lk为待传输数据流fk的流长度，gbk为待传输数据流fk传输链路的保证带宽，gci为节点vi中门控列表的循环周期，
Figure BDA0003631410740000023
为节点vi的物理队列qm所对应的链路带宽，
Figure BDA0003631410740000031
为节点vi的物理队列qm上待传输数据流fk所对应的队列传输门的开放时长；
所述第二约束条件表示为：
Figure BDA0003631410740000032
Figure BDA0003631410740000033
Figure BDA0003631410740000034
其中，vi为pathk上的节点，
Figure BDA00036314107400000322
表示在节点vi中待传输数据流fk所映射存储到的物理队列为物理队列qm，
Figure BDA0003631410740000035
表示在节点vi+1中待传输数据流fk所映射存储到的物理队列为物理队列qm，
Figure BDA0003631410740000036
为节点vi+1的物理队列qm上待传输数据流fk所对应队列传输门的开放时刻，
Figure BDA0003631410740000037
为节点vi的物理队列qm上待传输数据流fk所对应队列传输门的开放时刻，
Figure BDA0003631410740000038
为节点vi的物理队列qm上待传输数据流fk所对应队列传输门的开放时长，
Figure BDA0003631410740000039
为待传输数据流fk在节点vi至节点vi+1间的物理链路上传播所经历时延，
Figure BDA00036314107400000310
为待传输数据流fk在节点vi+1处通过网络节点转发经历的转发时延，
Figure BDA00036314107400000311
为待传输数据流fk在节点vi+1处的缓存时延区间的左端点，U为并集操作，
Figure BDA00036314107400000312
为待传输数据流fk在节点vi+1处的缓存时延区间的右端点；
所述第三约束条件表示为：
Figure BDA00036314107400000313
Figure BDA00036314107400000314
Figure BDA00036314107400000315
其中，pathk为待传输数据流fk的路径，pathj为待传输数据流fj的路径，∩为交集操作，vi为pathk和pathj在路径上的相交节点，
Figure BDA00036314107400000316
表示在节点vi中待传输数据流fk所映射存储到的物理队列为物理队列qm，
Figure BDA00036314107400000317
表示在节点vi中待传输数据流fj所映射存储到的物理队列为物理队列qm′，gci为节点vi中门控列表的循环周期，pk为待传输数据流fk的周期，pj为待传输数据流fj的周期，α为待传输数据流fk的周期序号参数，表示待传输数据流fk的第(α+1)个周期，β为待传输数据流fj的周期序号参数，表示待传输数据流fj的第(β+1)个周期，
Figure BDA00036314107400000318
为节点vi的物理队列qm上传输数据流fk所对应队列传输门的开放时刻，
Figure BDA00036314107400000319
为节点vi的物理队列q′m上传输数据流fj所对应队列传输门的开放时刻，
Figure BDA00036314107400000320
为节点vi的物理队列q′m上传输数据流fj所对应队列传输门的开放时长，∪为并集操作，
Figure BDA00036314107400000321
为节点vi的物理队列qm上传输数据流fk的队列传输门的开放时长。
可选的，所述预设时间感知调度算法为基于可满足性模理论(SatisfiabilityModulo Theories，SMT)求解器的调度算法；
所述根据每一待传输数据流的时延函数，以及每一待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间，利用预设时间感知调度算法，确定在预设约束条件下所述时间敏感网络各节点的门控列表中队列传输门的门状态，以及每一门状态对应的状态持续时间的步骤，包括：
针对每一待传输数据流，获取该待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时各节点的队列缓存空间；
根据该待传输数据流的缓存时延区间，以及该待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时各节点的队列缓存空间，按照预设缓存时延分配策略，确定该待传输数据流在所述时间敏感网络中等待传输时所存储的目标节点；
根据每一待传输数据流的时延函数，以及每一待传输数据流在所述时间敏感网络中等待传输时所存储的目标节点，利用基于SMT求解器的调度算法，计算在预设约束条件下所述时间敏感网络中各节点缓存时延的分配值；
按照所述时间敏感网络中各节点缓存时延的分配值，生成各节点的门控列表中队列传输门的门状态，以及每一门状态对应的状态持续时间。
可选的，所述针对每一待传输数据流，获取该待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时各节点的队列缓存空间的步骤，包括：
针对每一待传输数据流，通过网络测试的方式，获取该待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时各节点的队列缓存空间。
可选的，所述获取该目标数据流在所述时间敏感网络中端到端传输的最小时延的步骤，包括：
通过网络测试的方式，获取该目标数据流在所述时间敏感网络中端到端传输的最小时延。
本申请实施例还提供了一种时间敏感网络确定性调度装置，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取目标数据流集合，所述目标数据流集合中包括至少一个目标数据流；
第二获取模块，用于针对每一目标数据流，获取该目标数据流在时间敏感网络中端到端传输的时延上界要求和时延下界要求；
第三获取模块，用于获取该目标数据流在所述时间敏感网络中端到端传输的最小时延；
计算模块，用于针对所述目标数据流集合中的每一待传输数据流，基于该待传输数据流的时延上界要求和时延下界要求，计算该待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间；其中，所述待传输数据流的最小时延不大于该待传输数据流的时延上界要求；
确定模块，用于基于每一待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间，利用预设时间感知调度算法，确定所述时间敏感网络各节点的门控列表中队列传输门的门状态，以及每一门状态对应的状态持续时间。
本申请实施例还提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述任一所述的时间敏感网络确定性调度方法步骤。
本申请实施例提供的一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一所述的时间敏感网络确定性调度方法步骤。
本发明实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述任一所述的时间敏感网络确定性调度方法。
本发明实施例有益效果：
本发明实施例提供的技术方案，在获取到目标数据流集合后，针对该目标数据流集合中的每一目标数据流，获取该目标数据流在时间敏感网络中端到端传输的时延上界要求和时延下界要求，从而针对目标数据流集合中的每一待传输数据流，即针对目标数据流集合中最小时延不大于其时延上界要求的每一目标数据流，基于该待传输数据流的时延上界要求和时延下界要求，计算该待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间，并基于每一待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输的缓存时延区间，利用预设时间感知调度算法，确定时间敏感网络各节点的门控列表中队列传输门的门状态，以及每一门状态对应的状态持续时间。
相比于相关技术，上述每一待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间是基于每一待传输数据流的时延上界要求和时延下界要求计算得到的，因此，每一待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间均可以满足每一待传输数据流的时延上界要求和时延下界要求。在此基础上，基于每一待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间所确定出的门控列表，即时间敏感网络各节点的门控列表中队列传输门的门状态，以及每一门状态对应的状态持续时间，可以有效保证每一待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输的时延满足其对应的时延上界要求和时延下界要求，从而保证TSN对准时服务和及时服务的支持能力。因此，通过申请实施例提供的技术方案，有效保证了数据流端到端时延的确定性，增强了TSN对确定性服务的支持能力。
当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1为相关技术中TSN节点的一种结构示意图；
图2为本申请实施例提供的时间敏感网络确定性调度方法的第一种流程示意图；
图3为本申请实施例提供的时间敏感网络的拓扑结构的一种示意图；
图4为本申请实施例提供的时间敏感网络确定性调度方法的第二种流程示意图；
图5为本申请实施例提供的时间敏感网络确定性调度方法的第三种流程示意图；
图6为本申请实施例提供的时间敏感网络确定性调度方法的第四种流程示意图；
图7-a为本申请实施例提供的CDF曲线的第一种示意图；
图7-b为本申请实施例提供的CDF曲线的第二种示意图；
图7-c为本申请实施例提供的CDF曲线的第三种示意图；
图8为本申请实施例提供的时间敏感网络确定性调度装置的一种结构示意图；
图9为本申请实施例提供的电子设备的一种结构示意图。
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基于本申请所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
相关技术中，TSN中可以包括多个TSN节点(以下简称节点)，其中，节点包括终端节点和网元节点，在此，对TSN中的节点不作具体限定。为便于理解，结合图1进行说明，图1为相关技术中TSN节点的一种结构示意图。
在图1所示的节点中，每一节点中包括多个物理队列，如图1所示的物理队列1-物理队列4。每一物理队列上存在对应的队列传输门，即图1所示的队列传输门S1-S4。
当待传输数据流在TSN中进行传输时，每一节点在接收到待传输数据流后，将接收到的待传输数据流映射存储至物理队列中，从而在该节点根据门控列表控制每一物理队列上的队列传输门开放时，将每一物理队列中存储的待传输数据流传输至下一节点。
对于确定性服务，由于每一待传输数据流均存在对应的时延要求，目前当待传输数据流在TSN中传输时，仅仅根据每一待传输数据流对应的时延上界要求计算门控列表，从而保证待传输数据流在TSN中的端到端时延小于等于该待传输数据流所对应的时延上界要求。也就是相关技术中TAS所确定出的门控列表仅能保证待传输数据流的时延小于等于该待传输数据流所对应的时延上界要求，并不一定能保证准时服务所对应的时延下界要求，这严重影响了门控机制对时延控制的准确性，进而影响基于该门控列表进行数据流传输的准确性。
为了解决相关技术中的问题，本申请实施例提供了一种时间敏感网络确定性调度方法。该方法可以应用于任一电子设备，例如，该电子设备可以为TSN中除各个节点以外的某一电子设备，还可以为一集中式配置实体，在此对该电子设备不作具体限定。
如图2所示，图2为本申请实施例提供的时间敏感网络确定性调度方法的第一种流程示意图。该方法包括以下步骤。
步骤S201，获取目标数据流集合，目标数据流集合中包括至少一个目标数据流。
步骤S202，针对每一目标数据流，获取该目标数据流在时间敏感网络中端到端传输的时延上界要求和时延下界要求。
步骤S203，获取该目标数据流在时间敏感网络中端到端传输的最小时延。
步骤S204，针对目标数据流集合中的每一待传输数据流，基于该待传输数据流的时延上界要求和时延下界要求，计算该待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间；其中，待传输数据流的最小时延不大于该待传输数据流的时延上界要求。
步骤S205，基于每一待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间，利用预设时间感知调度算法，确定时间敏感网络各节点的门控列表中队列传输门的门状态，以及每一门状态对应的状态持续时间。
采用图2所示的方法，在获取到目标数据流集合后，针对该目标数据流集合中的每一目标数据流，获取该目标数据流在时间敏感网络中端到端传输的时延上界要求和时延下界要求，从而针对目标数据流集合中的每一待传输数据流，即针对目标数据流集合中最小时延不大于其时延上界要求的每一目标数据流，基于该待传输数据流的时延上界要求和时延下界要求，计算该待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间，并基于每一待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输的缓存时延区间，利用预设时间感知调度算法，确定时间敏感网络各节点的门控列表中队列传输门的门状态，以及每一门状态对应的状态持续时间。
相比于相关技术，上述每一待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间是基于每一待传输数据流的时延上界要求和时延下界要求计算得到的，因此，每一待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间均可以满足每一待传输数据流的时延上界要求和时延下界要求。在此基础上，基于每一待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间所确定出的门控列表，即时间敏感网络各节点的门控列表中队列传输门的门状态，以及每一门状态对应的状态持续时间，可以有效保证每一待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输的时延满足其对应的时延上界要求和时延下界要求，从而保证TSN对准时服务和及时服务的支持能力。因此，通过申请实施例提供的技术方案，有效保证了数据流端到端时延的确定性，增强了TSN对确定性服务的支持能力。
下面通过具体的实施例，对本申请实施例进行说明。
针对上述步骤S201，即获取目标数据流集合，目标数据流集合中包括至少一个目标数据流。
在本申请实施例中，时间敏感网络可以包括多个节点。为便于理解，以图3为例进行说明。图3为本申请实施例提供的时间敏感网络的拓扑结构的一种示意图。
在图3所示的时间敏感网络中包括六个节点，即节点1-节点6，每一节点可以连接一个或多个IO(Input/Output，输入/输出)设备或者控制器。例如，在图3中节点6与控制器和IO设备6连接。
在图3中，每一IO设备和控制器可以作为上述目标数据流的发送端，也可以作为目标数据流的接收端。以IO设备2为例，IO设备2可以通过TSN网络将目标数据流发送给IO设备4。IO设备2也可以接收IO设备5发送的目标数据流。
由于TSN网络设备中的每一节点可以连接多个IO设备或控制器，这使得每一时刻网络中存在多个目标数据流。电子设备可以获取当前时刻TSN中各节点所接收到的目标数据流，得到目标数据流集合。
上述目标数据流集合可以包括一个或多个目标数据流。在此，对上述目标数据流集合中包括的目标数据流的数量不作具体限定。
在本申请实施例中，上述目标数据流可以为上述确定性服务所对应的数据流，即上述目标数据流可以是上述及时服务所对应的数据流，也可以是上述准时服务所对应的数据流。在此，对上述目标数据流不作具体限定。
在本申请实施例中，至少一个数据流可以表示为一个数据流集合F，如上述目标数据流集合。数据流集合F中的任一数据流可以记为数据流fk，fk∈F。另外，根据上述确定性服务的服务类型的不同，上述目标数据流集合(即集合F)可以包括两个子集，即及时服务所对应的子集合IF和准时服务所对应的子集合OF。
上述时间敏感网络可以表示为有向图G＝(V,E)。其中，V为时间敏感网络中所有节点的集合，E为时间敏感网络中所有物理链路的集合，E中的链路[vi,vj]连接源节点vi和目的节点vj。以节点vi为例，节点vi输出端口对应物理队列集合为Qi，具体可以表示为：
Figure BDA0003631410740000081
一个可选的实施例中，针对上述目标数据流集合中的每一目标数据流，该目标数据流存在对应五元组信息，该五元组信息包括目标数据流的源节点和目的节点。电子设备可以根据每一目标数据流五元组信息中包括的源节点和目的节点，以及时间敏感网络的拓扑结构，计算出该目标数据流的传输路径。即计算出目标数据流从源节点传输至目的节点所经过的每一节点，以及经过的每一节点间的顺序。
为便于理解，仍以上述图3为例进行说明。现假设某一目标数据流的五元组信息中的源节点为节点1，目的节点为节点4。根据图3所示的时间敏感网络的拓扑结构，电子设备可以确定该目标数据流的传输路径为：节点1-节点2-节点3-节点4。
在本申请实施例中，上述目标数据流集合中的每一目标数据流fk可以由五元组信息(srck,dstk,pk,lk,srk)表示。其中，srck为目标数据流fk的源节点，dstk为目标数据流fk的目的节点，pk为目标数据流fk的周期，lk为目标数据流fk的流长度，srk为服务要求。
上述目标数据流fk的流长度lk定义为该目标数据流fk在每一周期(即pk)内流量的大小，该lk的单位为字节(Byte，记为B)。
另外，上述服务要求srk表示为每一目标数据流fk所对应的时延要求。根据每一目标数据流所对应的服务类型的不同，上述服务要求srk也有所不同。
例如，当目标数据流fk的服务类型为及时服务时，也就是fk∈IF时，该目标数据流fk的服务要求srk可以表示为[0,ubdk]。其中，0为该目标数据流fk的时延要求中的时延下界要求，上述ubdk为该目标数据流fk的时延要求中的时延上界要求。
再例如，当目标数据流fk的服务类型为准时服务时，也就是fk∈OF时，该目标数据流fk的服务要求srk可以表示为[lbdk,ubdk]。其中，上述lbdk为该目标数据流fk的时延要求中的时延下界要求，上述ubdk为该目标数据流fk的时延要求中的时延上界要求。
上述[0,ubdk]及[lbdk,ubdk]可以分别表示为某一时长，如5分钟。根据每一目标数据流所对应的服务类型的不同，每一目标数据流的时间窗口也有所不同，在此，对上述lbdk和ubdk不作具体限定。
当上述srk为上述[0,ubdk]时，表示目标数据流fk在上述时间敏感网络中的传输时间必须小于等于ubdk。当上述srk为[lbdk,ubdk]时，表示目标数据流fk在时间敏感网络中的传输时间必须大于等于lbdk，且小于等于ubdk。
一个可选的实施例中，为了不失一般性，上述每一目标数据流的五元组信息中的所有参数都是正整数。
一个可选的实施例中，上述每一目标数据流fk在上述时间敏感网络中的传输路径pathk可以表示为：pathk＝{(srck,v1),(v1,v2),…,(vi-1,vi),(vi,dstk)}。
针对上述步骤S202，即针对每一目标数据流，获取该目标数据流在时间敏感网络中端到端传输的时延上界要求和时延下界要求。
在本步骤中，针对上述目标数据流集合中的每一目标数据流，该目标数据流存在对应的及时性要求或准时性要求，具体标识为上述目标数据流的五元组信息中的srk。电子设备可以根据该目标数据流中的五元组信息所包括的srk，获取得到该目标数据流在时间敏感网络中端到端传输的时延上界要求和时延下界要求。
一个可选的实施例中，当上述目标数据流为上述及时服务所对应的数据流时，即该目标数据流的srk为上述[0,ubdk]。此时，电子设备可以确定该目标数据流的时延下界要求为0，该目标数据流的时延上界要求为ubdk。
另一个可选的实施例中，当上述目标数据流为上述准时服务所对应的数据流时，即该目标数据流的srk为上述[lbdk,ubdk]。此时，电子设备可以确定该目标数据流对应的时延下界要求为lbdk，该目标数据流对应的时延上界要求为ubdk。
在本申请实施例中，根据上述时间敏感网络的拓扑结构，目标数据流在时间敏感网络中传输路径，以及目标数据流的流长度的不同，上述每一目标数据流对应的时延上界要求和时延下界要求将有所不同，在此，上述目标数据流的时延上界要求和时延下界要求不作具体限定。
针对上述步骤S203，即获取该目标数据流在时间敏感网络中端到端传输的最小时延。
在本步骤中，针对每一目标数据流，电子设备可以计算该目标数据流在时间敏感网络中传输时未出现等待传输时的时延，得到该目标数据流在时间敏感网络中端到端传输的最小时延。
一个可选的实施例中，上述步骤S203，获取该目标数据流在时间敏感网络中端到端传输的最小时延，具体可以表示为：
通过网络测试的方式，获取该目标数据流在时间敏感网络中端到端传输的最小时延。
例如，电子设备可以根据上述时间敏感网络的拓扑结构，计算每一目标数据流的传输路径，从而针对每一目标数据流，通过网络测试的方式，在相同传输路径上测试该目标数据流从源节点传输至目的节点的时延，作为该目标数据流在时间敏感网络中端到端传输的最小时延。
在本申请实施例中，由于网络测试的方式是分别针对上述目标数据流集合中的每一目标数据流进行的，因此，在测试过程中，目标数据流将按照相同的传输路径完成端到端的传输过程，并且，在此过程中未在任一节点中出现等待现象。因此，通过网络测试的方式可以准确的确定出目标数据流在时间敏感网络中的最小时延，有效保证了获取到的最小时延的准确性。
另一个可选的实施例中，在获取上述每一目标数据流的最小时延时，电子设备可以利用每一目标数据流的时延函数，计算该目标数据流在排队时延为0的情况下的端到端时延，得到该目标数据流的最小时延。关于目标数据流的时延函数可参照下文待传输数据流的时延函数，在此不作具体说明。
在本申请实施例中，根据每一目标数据流的流长度、传输路径的不同，每一目标数据流在时间敏感网络中端到端传输的最小时延也有所不同，在此，对每一目标数据流的最小时延不作具体限定。
在上述实施例中，上述步骤S202是在步骤S203之前执行的。除此以外，上述步骤S203还可以在步骤S202之前执行，或者与步骤S202同时执行。在此，对上述步骤S202和步骤S203的执行顺序不作具体限定。
针对上述步骤S204，即针对目标数据流集合中的每一待传输数据流，基于该待传输数据流的时延上界要求和时延下界要求，计算该待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间；其中，待传输数据流的最小时延不大于该待传输数据流的时延上界要求。
在本申请实施例中，电子设备在确定每一目标数据流在上述时间敏感网络中端到端的最小时延后，针对每一目标数据流，电子设备可以将该目标数据流的最小时延与该目标数据流的时延上界要求进行比较。当该目标数据流的最小时延不大于该目标数据流的时延上界要求时，电子设备可以将该目标数据流确定为待传输数据流。目标数据流集合中的所有待传输数据流共同构成待传输数据流的集合。
针对上述目标数据流集合中的每一待阐述数据流，电子设备可以根据该待传输数据流对应的时延上界要求和时延下界要求，计算出该待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间。该缓存时延区间的最小值为对应待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输过程等待传输的最小排队时延，该缓存时延区间的最大值为对应待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输过程等待传输的最大排队时延。
关于上述缓存时延区间的计算可参见下文描述，在此不作具体说明。
一个可选的实施例中，针对上述目标数据流集合中的每一目标数据流，当该目标数据流的最小时延大于该目标数据流的时延上界要求时，电子设备可以确定该目标数据流在上述时间敏感网络中端到端传输过程中未出现等待现象时的时延仍大于该目标数据流的时延上界要求，此时，电子设备可以丢弃该目标数据流。除此以外，电子设备还可以更新该目标数据流的时延上界要求等。在此，对目标数据流的最小时延大于该目标数据流的时延上界要求时，电子设备对该目标数据流的处理方式不作具体限定。
针对上述步骤S205，即基于每一待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间，利用预设时间感知调度算法，确定时间敏感网络各节点的门控列表中队列传输门的门状态，以及每一门状态对应的状态持续时间。
在本步骤中，电子设备在确定每一待传输数据流在上述时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间后，可以基于每一待传输数据流的缓存时延区间，利用预设时间感知算法，计算时间敏感网络各节点的门控列表中队列传输门的门状态，以及每一门状态对应的状态持续时间，得到该时间敏感网络的门控列表。
上述时间敏感网络中的各节点可以为上述终端节点，也可以为上述网元节点，在此，对上述时间敏感网络各节点不作具体限定。
一个可选的实施例中，电子设备在确定上述时间敏感网络的门控列表后，可以将该门控列表下发至时间敏感网络中的每一节点，以使各节点根据门控列表中的门状态以及门状态所对应的状态持续时间，开放/关闭各节点的物理队列上的队列传输门，从而完成对上述待传输数据流的端到端传输过程。
一个可选的实施例中，根据上述图2所示的方法，本申请实施例还提供了一种时间敏感网络确定性调度方法。如图4所示，图4为本申请实施例提供的时间敏感网络确定性调度方法的第二种流程示意图。在图4所示的方法中，将上述步骤S204细化为以下步骤，即步骤S2041-步骤S2042。
步骤S2041，针对目标数据流集合中的每一待传输数据流，若该待传输数据流的最小时延小于该待传输数据流的时延下界要求，则将第一差值作为该待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间的左端点，并将第一差值与第二差值的和值确定为该待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间的右端点。
在本申请实施例中，针对目标数据流集合中的每一待传输数据流，电子设备可以将该待传输数据流的最小时延与该待传输数据流的时延下界要求进行比较。
针对每一待传输数据流，当该待传输数据流的最小时延小于该待传输数据流的时延下界要求时，也就是该待传输数据流在时间敏感网络中未出现等待现象时的时延小于该待传输数据流的时延下界要求，此时，电子设备可以确定该待传输数据流在时间敏感网络中进行端到端传输时必须经过一段等待时长，即上述排队时延。该排队时延的取值范围即为该待传输数据流的缓存时延区间。
在本申请实施例中，当待传输数据流的最小时延小于该待传输数据流的时延下界要求时，电子设备可以分别计算该待传输数据流的时延下界要求与该待传输数据流的最小时延间的差值(记为第一差值)，以及该待传输数据流的时延上界要求与该待传输数据流的时延下界要求间的差值(记为第二差值)。电子设备可以将第一差值确定为该待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间的左端点，并将第一差值与第二差值间的和值，确定为该待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间的右端点。
步骤S2042，若该待传输数据流的最小时延不小于该待传输数据流的时延下界要求，则确定该待传输数据流在时间敏感网络中端到端时的缓存时延区间的左端点为0，并将第三差值确定为该待传输数据流在网络中端到端传输时的缓存时延区间的右端点。
在本申请实施例中，针对每一待传输数据流，当该待传输数据流的最小时延不小于该待传输数据流的时延下界要求时，电子设备可以确定该待传输数据流在时间敏感网络中未出现等待现象时的时延大于等于该待传输数据流的时延下界要求。因此，时间敏感网络在传输该待传输数据流时，可以出现等待现象，即产生排队时延；也可以不出现等待现象，即不产生排队时延或排队时延为0。其中，排队时延的取值范围即为该待传输数据流的缓存时延区间。
当待传输数据流的最小时延不小于该待传输数据流的时延下界要求时，电子设备可以计算该待传输数据流的时延上界要求与该待传输数据流的最小时延间的差值(记为第三差值)。电子设备可以将0确定为该待传输数据流在时间敏感网络中端到端时的缓存时延区间的左端点，并将第三差值确定为该待传输数据流在网络中端到端传输时的缓存时延区间的右端点。
通过上述步骤S2041和步骤S2042，电子设备可以分别确定上述待传输数据流集合中每一待传输数据流的缓存时延区间，有效保证了确定出的缓存时延区间的准确性，从而为后期门控列表的计算提供保证。
一个可选的实施例中，根据上述图2所示的方法，本申请实施例还提供了一种时间敏感网络确定性调度方法。如图5所示，图5为本申请实施例提供的时间敏感网络确定性调度方法的第三种流程示意图。该方法包括以下步骤。
步骤S501，获取目标数据流集合，目标数据流集合中包括至少一个目标数据流。
步骤S502，针对每一目标数据流，获取该目标数据流在时间敏感网络中端到端传输的时延上界要求和时延下界要求。
步骤S503，获取该目标数据流在时间敏感网络中端到端传输的最小时延。
步骤S504，针对目标数据流集合中的每一待传输数据流，基于该待传输数据流的时延上界要求和时延下界要求，计算该待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间；其中，待传输数据流的最小时延不大于该待传输数据流的时延上界要求。
上述步骤S501-步骤S504与上述步骤S201-步骤S204相同。
步骤S505，根据每一待传输数据流的时延函数，以及每一待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间，利用预设时间感知调度算法，确定在预设约束条件下时间敏感网络各节点的门控列表中队列传输门的门状态，以及每一门状态对应的状态持续时间，其中，预设约束条件是基于时间敏感网络中每一节点的物理队列上的队列传输门的开放时间，同一节点的各个物理队列上队列传输门的开放时间，同一物理队列中各待传输数据流间的流隔离，门控列表的循环周期，以及每一待传输数据的时延上界要求和时延下界要求生成的。
一个可选的实施例中，上述每一待传输数据流的时延函数可以表示为：
ctk＝stk+edk
其中，ctk为待传输数据流fk完成传输的时间，stk为待传输数据流fk的从源节点开始传输的时间，edk为待传输数据流fk沿传输路径pathk进行传输的端到端时延。
一个可选的实施例中，上述待传输数据流fk沿传输路径pathk进行传输的端到端时延，即edk可以表示为：
Figure BDA0003631410740000131
其中，vi-1为待传输数据流fk的传输路径pathk上的节点vi-1，vi为待传输数据流fk的传输路径pathk上的节点vi，[vi-1,vi]表示从节点vi-1传输至节点vi，
Figure BDA0003631410740000132
为待传输数据流fk在源节点srck处的序列化时延，
Figure BDA0003631410740000133
为从源节点srck与传输至节点v1的传播时延，
Figure BDA0003631410740000134
为从节点vlast传输至目的节点dstk的传播时延，Vk′为传输路径pathk上除源节点和目的节点之外的所有节点的集合，，
Figure BDA0003631410740000135
为待传输数据流fk从节点vi-1传输至节点vi时的传播时延
Figure BDA0003631410740000136
为待传输数据流fk在节点vi处的序列化时延，
Figure BDA0003631410740000137
为节点vi对待传输数据流fk的转发时延，
Figure BDA0003631410740000138
为待传输数据流fk在节点vi上的排队时延。
在本申请实施例中，上述edk是根据待传输数据流fk在其对应的传输路径上每两个节点间传输时的传播时延、转发时延、序列化时延以及排队时延计算得到的。也就是待传输数据流fk从源节点传输至目标节点过程的端到端时延所对应的时延函数。
上述传播时延(即
Figure BDA0003631410740000139
)表示为待传输数据流fk在节点vi-1至节点vi间的物理链路上传播所经历的时间。上述序列化时延(即
Figure BDA00036314107400001310
)为待传输数据流fk在对应节点上进行序列化处理和反序列化处理所经历的时间。上述转发时延(即
Figure BDA00036314107400001311
)表示为待传输数据流fk在节点vi处通过时间敏感网络经历的转发时间。上述排队时延(即
Figure BDA00036314107400001312
)表示为待传输数据流fk在节点vi中等待传输至下一节点时的排队时间。
为便于理解，以上述待传输数据流fk在其对应的传输路径pathk上由节点vi-1传输至节点vi为例进行说明。
待传输数据流fk在从节点vi-1传输至节点vi时，在节点vi-1处，对待传输数据流fk进行序列化处理，这一过程将产生序列化时延，记为
Figure BDA00036314107400001313
在序列化处理后，通过节点vi-1与节点vi间的物理链路将序列化后的待传输数据流fk传播至节点vi，这一过程将产生传播时延，记为
Figure BDA00036314107400001314
在节点vi处，将接收到节点vi-1传输的序列化后的待传输数据流fk，此时，对接收到的待传输数据流进行序列化处理，这一过程将产生序列化时延，记为
Figure BDA0003631410740000141
在序列化处理后，待传输数据流fk将映射存储物理队列中等待通过该物理队列上的队列传输门传输至下一节点，在此过程，由于待传输数据流fk所映射到的物理队列中可能存在其他等待传输的待传输数据流，因此，这一过程会产生排队时延，记为
Figure BDA0003631410740000142
节点vi在对待传输数据流进行转发时会产生转发时延，记为
Figure BDA0003631410740000143
在本申请实施例中，上述ctk和edk所对应计算公式中的每一数据流可以为上述待传输数据流集合中的每一待传输数据流。
在本申请实施例中，根据待传输数据流的类别的不同，每一待传输数据流在时间敏感网络的各节点中所映射到的物理队列也有所不同。
为便于理解，仍以上述图1为例进行说明。现假设物理队列1用于存储时间同步类的数据流，物理队列2和物理队列3用于存储音频或视频类的数据流，物理队列4用于存储警报类的数据流。图1所示的节点在接收到的待传输数据流后，将根据接收到的每一待传输数据流的类别，将每一待传输数据流映射存储至对应的物理队列中。例如，待传输数据流为一视频数据流时，该待传输数据流将被映射存储至图1所示的物理队列2或物理队列3中。
一个可选的实施例中，上述预设约束条件可以包括第一约束条件C1、第二约束条件C2和第三约束条件C3。
一个可选的实施例中，基于时间敏感网络中每一节点的物理队列上的队列传输门的开放时间可以确定上述第一约束条件C1(即开放窗口约束)。该第一约束条件C1上述第一约束条件可以表示为：
Figure BDA0003631410740000144
其中，
Figure BDA0003631410740000145
为全称量词，F为待传输数据流的集合，pathk为待传输数据流fk的路径，vi为pathk上的节点，volk为待传输数据流fk的流量大小，volk＝max{lk,gbk,gci}，max为最大值操作，lk为待传输数据流fk的流长度，gbk为待传输数据流fk传输链路的保证带宽，gci为节点vi中门控列表的循环周期，
Figure BDA0003631410740000146
为节点vi的物理队列qm所对应的链路带宽，
Figure BDA0003631410740000147
为节点vi的物理队列qm上待传输数据流fk所对应的队列传输门的开放时长。
上述每一待传输数据流的流量大小是根据待传输数据流的流长度，传输链路的保证带宽，以及传输路径中每一节点对应队列传输门的门控列表的循环周期确定的。具体表示为：volk＝max{lk,gbk,gci}。
一个可选的实施例中，根据实际应用场景的不同，可以对上述传输链路的保证带宽(即gbk)进行设定。例如，上述gbk可以预先设置的带宽值。当上述gbk＝0时，表示此时未对传输链路的保证带宽进行设定。在此，对上述qbk的大小不作具体限定。
在本申请实施例中，如果某一待传输数据流在其所存储的物理队列上的队列传输门的一个开放期间内无法完整的完成传输，该待传输数据流将会等待到队列传输门下一次开放时传输，甚至是队列传输门的下一个循环周期，从而导致待传输数据流的传输过程出现中断现象，这将使得该待传输数据流的时延发生抖动。因此，通过上述第一约束条件的限制，可以保证每一待传输数据流均可在存储的物理队列上的队列传输门的一个开放期间完成完整传输，从而降低待传输数据流在队列传输门的一个开放期间未完成传输给时延所带来的影响，避免待传输数据流传输中断现象的发生，这有效降低了时延抖动，从而提高了端到端传输的时延的准确性。
一个可选的实施例中，根据同一节点的各个物理队列上队列传输门的开放时间可以确定上述第二约束条件C2(即物理队列上队列传输门开放时间的约束)。该第二约束条件C2可以表示为：
Figure BDA0003631410740000151
Figure BDA0003631410740000152
Figure BDA0003631410740000153
其中，vi为pathk上的节点，
Figure BDA0003631410740000154
表示在节点vi中待传输数据流fk所映射存储到的物理队列为物理队列qm，
Figure BDA0003631410740000155
表示在节点vi+1中待传输数据流fk所映射存储到的物理队列为物理队列qm，
Figure BDA0003631410740000156
为节点vi+1的物理队列qm上待传输数据流fk所对应队列传输门的开放时刻，
Figure BDA0003631410740000157
为节点vi的物理队列qm上待传输数据流fk所对应队列传输门的开放时刻，
Figure BDA0003631410740000158
为节点vi的物理队列qm上待传输数据流fk所对应队列传输门的开放时长，
Figure BDA0003631410740000159
为待传输数据流fk在节点vi至节点vi+1间的物理链路上传播所经历时延，
Figure BDA00036314107400001510
为待传输数据流fk在节点vi+1处通过网络节点转发经历的转发时延，
Figure BDA00036314107400001511
为待传输数据流fk在节点vi+1处的缓存时延区间的左端点，U为并集操作，
Figure BDA00036314107400001512
为待传输数据流fk在节点vi+1处的缓存时延区间的右端点。
在本申请实施例中，通过上述第二约束条件可以保证队列传输门在待传输数据流在物理队列中缓存时的排队时延达到该数据流的缓存时延区间的下界之前不开放，在待传输数据流在物理队列中缓存时的排队时延增加到缓存时延区间的上界之前开放，以保证待传输数据流在时间敏感网络中的排队时延在缓存时延区间中，在保证每一待传输数据流在时间敏感网络中正常传输的同时，有效保证了每一待传输数据流的端到端传输的时延满足该待传输数据流的时延要求。
一个可选的实施例中，根据同一物理队列中各待传输数据流间的流隔离可以确定上述第三约束条件C3(即物理队列间约束)。该第三约束条件C3可以表示为：
Figure BDA00036314107400001513
Figure BDA00036314107400001514
Figure BDA00036314107400001515
其中，pathk为待传输数据流fk的路径，pathj为待传输数据流fj的路径，∩为交集操作，vi为pathk和pathj在路径上的相交节点，
Figure BDA00036314107400001517
表示在节点vi中待传输数据流fk所映射存储到的物理队列为物理队列qm，
Figure BDA00036314107400001516
表示在节点vi中待传输数据流fj所映射存储到的物理队列为物理队列qm′，gci为节点vi中门控列表的循环周期，pk为待传输数据流fk的周期，pj为待传输数据流fj的周期，α为待传输数据流fk的周期序号参数，表示待传输数据流fk的第(α+1)个周期，β为待传输数据流fj的周期序号参数，表示待传输数据流fj的第(β+1)个周期，
Figure BDA0003631410740000161
为节点vi的物理队列qm上传输数据流fk所对应队列传输门的开放时刻，
Figure BDA0003631410740000162
为节点vi的物理队列q′m上传输数据流fj所对应队列传输门的开放时刻，
Figure BDA0003631410740000163
为节点vi的物理队列q′m上传输数据流fj所对应队列传输门的开放时长，∪为并集操作，
Figure BDA0003631410740000164
为节点vi的物理队列qm上传输数据流fk的队列传输门的开放时长。
一个可选的实施例中，上述门控列表的循环周期(即gci)可以为所有数据流周期(即pk)的最小公倍数。
在本申请实施例中，为了避免同一节点中不同物理队列中的目标数据流在传输过程中的干扰，在每一节点中不允许多个物理队列上的队列传输门在开放时长内出现时域上重合的情况，也就是每一节点中每一次开放的队列传输门只有一个，通过该队列传输门传输的待传输数据只有一个，从而实现不同物理队列中多个目标数据流间的流隔离。因此，通过上述第三约束条件可以保证同一节点的多个物理队列上的队列传输门在开放期间不会出现时域上重合的情况，避免多个待传输数据流传输过程中产出的冲突，有效保证了不同物理队列中的待传输数据流在传输时的流隔离，保证了同一节点的不同物理队列中目标数据流传输的有序性，并且，提高了后期计算出的门控列表的准确性。
在本申请实施例中，上述第一约束条件、第二约束条件和第三约束条件所对应公式中的数据流为上述待传输数据流集合中的待传输数据流。
一个可选的实施例中，当上述预设时间感知调度算法为基于SMT求解器的调度算法时，根据图5所示的方法，本申请实施例还提供了一种时间敏感网络确定性调度方法。如图6所示，图6为本申请实施例提供的时间敏感网络确定性调度方法的第四种流程示意图。在图6所示的方法中，将上述步骤S505细化为以下步骤，即步骤S5051-步骤S5054。
步骤S5051，针对每一待传输数据流，获取该待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时各节点的队列缓存空间。
一个可选的实施例中，上述步骤S5051，针对每一待传输数据流，获取该待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时各节点的队列缓存空间,，具体可以表示为：
针对每一待传输数据流，通过网络测试的方式，确定该待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时各节点的队列可用缓存空间；基于各节点的队列可用缓存空间，获取该待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时各节点的队列缓存空间。
在本步骤中，针对每一待传输数据流，电子设备可以通过网络测试的方式，确定待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时各节点的所对应的队列可用缓存空间。其中，每一节点所对应的队列可用缓存空间可以表示为：待传输数据流传输至该节点时，该节点的剩余队列缓存空间。针对每一节点，当该节点的队列可用缓存空间大于等于待传输数据流的数据量时，电子设备可以直接从该节点的队列缓存空间中获取该待传输数据流对应的队列缓存空间，得到该待传输数据流在该时间敏感网络中端到端传输时在该节点的队列缓存空间。
一个可选的实施例中，针对每一节点，当该节点的队列可用缓存空间小于待传输数据流的数据量时，电子设备可以在该节点的队列可用缓存空间大于等于待传输数据流的数据量，获取该待传输数据流在该时间敏感网络中端到端传输时在该节点的队列缓存空间。也就是在该节点中缓存的数据流传输至下一节点，且当前时刻的队列可用缓存空间大于等于待传输数据流的数据量，获取该待传输数据流在该时间敏感网络中端到端传输时在该节点的队列缓存空间。
上述通过网络测试获取队列缓存空间的过程可参照上述通过网络测试的方式获取最小时延的过程，在此不作具体说明。
步骤S5052，根据该待传输数据流的缓存时延区间，以及该待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时各节点的队列缓存空间，按照预设缓存时延分配策略，确定该待传输数据流在时间敏感网络中等待传输时所存储的目标节点。
针对每一待传输数据流，该待传输数据流在时间敏感网络中等待传输时所存储的目标节点可以为该待传输数据流所对应的传输路径中的任意一个或多个节点，在此对上述目标节点以及目标节点的数量不作具体限定。
在本申请实施例中，上述预设缓存时延分配策略可以具体应用场景以及用户需求等进行设定。如预设缓存时延分配策略可以为将待传输数据流所对应的传输路径上队列缓存空间最大的节点确定为目标节点等，在此，对上述预设缓存时延分配策略不作具体限定。
一个可选的实施例中，在确定目标节点时，针对每一待传输数据流，若该待传输数据流所对应的传输路径中的源节点或目的节点的队列缓存空间大于待传输数据流的流长度，则电子设备可以将源节点或目的节点确定为该待传输数据流在时间敏感网络中等待传输时所存储的目标节点。
在本申请实施例中，考虑到某一数据流在时间敏感网络中除源节点和目的节点以外的其他节点发生等待时，可能影响后续其他数据流的传输，因此，为降低时间敏感网络的门控列表确定的难度和复杂度，通过将待传输数据流的传输路径上的源节点和目的节点确定为目标节点，可以有效降低将传输路径上其他节点确定为目标节点所带来的影响。
步骤S5053，根据每一待传输数据流的时延函数，以及每一待传输数据流在时间敏感网络中等待传输时所存储的目标节点，利用基于SMT求解器的调度算法，计算在预设约束条件下时间敏感网络中各节点缓存时延的分配值。
在本步骤中，电子设备可以根据每一待传输数据流的时延函数，以及每一待传输数据流在时间敏感网络中等待传输时所存储的目标节点，将节点缓存时延分配形式转化为一阶线性理论下的可满足性问题，利用SMT求解器求解在预设约束条件下的时间敏感网络中各节点缓存时延，得到在时间敏感网络中各节点缓存时延的分配值。关于SMT求解器的计算过程可参照相关技术中的计算过程，在此不作具体说明。
一个可选的实施例中，电子设备可以利用以下公式，计算在预设约束条件下时间敏感网络中各节点缓存时延的分配值：
min(sum{ctk|fk∈F})
Figure BDA0003631410740000181
Figure BDA0003631410740000182
Figure BDA0003631410740000183
Figure BDA0003631410740000184
Figure BDA0003631410740000185
Figure BDA0003631410740000186
Figure BDA0003631410740000187
其中，min为最小值操作，sum为求和操作，s.t.表示约束条件。
步骤S5054，按照时间敏感网络中各节点缓存时延的分配值，生成各节点的门控列表中队列传输门的门状态，以及每一门状态对应的状态持续时间。
一个可选的实施例中，电子设备可以根据时间敏感网络中各节点缓存时延的分配值，确定各节点门控列表中队列传输门是处于开放状态还是处于关闭状态，以及队列传输门处于开放状态的时长(即状态持续时间)和队列传输门处于关闭状态的时长。
通过上述步骤S5051-步骤S5054，电子设备可以准确确定出的时间敏感网络各节点的门控列表中队列传输门的门状态，以及每一门状态对应的状态持续时间，在保证数据流时延的确定性，增强了TSN对确定性服务的支持能力的同时，提高了基于门状态和状态持续时间进行数据流传输的有序性。
在本申请实施例中，上述预设时间感知调度算法除了为上述基于SMT求解器的调度算法以外，还可以为基于最优化模数理论(OMT)的调度算法，基于整数线性规划(ILP)求解器的调度算法，或基于启发式算法的调度算法。在此，对上述预设时间感知调度算法不作具体限定。
通过本申请实施例提供的方法，有效保证了数据流端到端时延的确定性，增强了TSN对确定性服务的支持能力。
例如，在上述时间敏感网络中，带宽设置为1千兆比特每秒(Gbps)，现假设时间敏感网络中需要调度的流数量为50，流的周期为1000微秒(microsecond，us)，流长度分别设置为64字节，256字节和1518字节。在不同时延上界和下界要求、不同流长度的情况下，统计得到的端到端时间的累计分布函数(Cumulative Distribution Function，CDF)曲线如图7-a、图7-b和图7-c所示。
图7-a为本申请实施例提供的CDF曲线的第一种示意图，时延上界要求为1000us，时延下界要求为0。图7-b为本申请实施例提供的CDF曲线的第二种示意图，时延上界要求为1000us，时延下界要求为500us。图7-c为本申请实施例提供的CDF曲线的第三种示意图，时延上界要求为1000us，时延下界要求为900us。
在图7-a、图7-b和图7-c中，曲线701、曲线704和曲线707为流长度为64字节的数据流所对应的CDF曲线，曲线702、曲线705和曲线708为流长度为256字节的数据流所对应的CDF曲线，曲线703、曲线706和曲线709为流长度为1518字节的数据流所对应的CDF曲线。
在图7-a、图7-b和图7-c中，对比每一曲线对应数据流端到端时延，每一数据流的端到端时延均满足所对应的时延上界要求和时延下界要求。为便于理解，仅以图7-b为例进行说明。曲线704-曲线706所对应的最小时延为500us(即曲线704-曲线706各自对应的最小时延)，最大时延为1000us(即曲线706所对应的最大时延)，满足时延下界要求的500us和时延上界要求的1000us。因此，曲线701-曲线709所对应数据流的端到端传输过程的时延均满足对应的时延上界要求和时延下界要求，有效保证了数据流端到端时延的确定性，增强了TSN对确定性服务的支持能力。
基于同一种发明构思，根据上述本申请实施例提供的时间敏感网络确定性调度方法，本申请实施例还提供了一种时间敏感网络确定性调度装置。如图8所示，图8为本申请实施例提供的时间敏感网络确定性调度装置的一种结构示意图。该装置包括以下模块。
第一获取模块801，用于获取目标数据流集合，目标数据流集合中包括至少一个目标数据流。
第二获取模块802，用于针对每一目标数据流，获取该目标数据流在时间敏感网络中端到端传输的时延上界要求和时延下界要求；
第三获取模块803，用于获取该目标数据流在时间敏感网络中端到端传输的最小时延；
计算模块804，用于针对目标数据流集合中的每一待传输数据流，基于该待传输数据流的时延上界要求和时延下界要求，计算该待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间；其中，待传输数据流的最小时延不大于该待传输数据流的时延上界要求；
确定模块805，用于基于每一待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间，利用预设时间感知调度算法，确定时间敏感网络各节点的门控列表中队列传输门的门状态，以及每一门状态对应的状态持续时间。
可选的，上述计算模块804，可以包括：
第一确定子模块，用于针对目标数据流集合中的每一待传输数据流，若该待传输数据流的最小时延小于该待传输数据流的时延下界要求，则将第一差值作为该待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间的左端点，并将第一差值与第二差值的和值确定为该待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间的右端点；
第二确定子模块，用于若该待传输数据流的最小时延不小于该待传输数据流的时延下界要求，则确定该待传输数据流在时间敏感网络中端到端时的缓存时延区间的左端点为0，并将第三差值确定为该待传输数据流在网络中端到端传输时的缓存时延区间的右端点；
其中，第一差值为该待传输数据流的时延下界要求与该待传输数据流的最小时延的差值，第二差值为该待传输数据流的时延上界要求与该待传输数据流的时延下界要求的差值，第三差值为该待传输数据流的时延上界要求与该待传输数据流的最小时延的差值。
可选的，上述确定模块805，具体可以用于根据每一待传输数据流的时延函数，以及每一待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间，利用预设时间感知调度算法，确定在预设约束条件下时间敏感网络各节点的门控列表中队列传输门的门状态，以及每一门状态对应的状态持续时间，其中，预设约束条件是基于时间敏感网络中每一节点的物理队列上的队列传输门的开放时间，同一节点的各个物理队列上队列传输门的开放时间，同一物理队列中各待传输数据流间的流隔离，门控列表的循环周期，以及每一待传输数据的时延上界要求和时延下界要求生成的。
可选的，上述预设约束条件可以包括第一约束条件、第二约束条件和第三约束条件；
上述第一约束条件表示为：
Figure BDA0003631410740000201
其中，
Figure BDA0003631410740000202
为全称量词，F为待传输数据流的集合，pathk为待传输数据流fk的路径，vi为pathk上的节点，volk为待传输数据流fk的流量大小，volk＝nax{lk,gbk,gci}，max为最大值操作，lk为待传输数据流fk的流长度，gbk为待传输数据流fk传输链路的保证带宽，gci为节点vi中门控列表的循环周期，
Figure BDA0003631410740000203
为节点vi的物理队列qm所对应的链路带宽，
Figure BDA0003631410740000204
为节点vi的物理队列qm上待传输数据流fk所对应的队列传输门的开放时长；
上述第二约束条件表示为：
Figure BDA0003631410740000205
Figure BDA0003631410740000206
Figure BDA0003631410740000207
其中，vi为pathk上的节点，
Figure BDA00036314107400002016
表示在节点vi中待传输数据流fk所映射存储到的物理队列为物理队列qm，
Figure BDA0003631410740000208
表示在节点vi+1中待传输数据流fk所映射存储到的物理队列为物理队列qm，
Figure BDA0003631410740000209
为节点vi+1的物理队列qm上待传输数据流fk所对应队列传输门的开放时刻，
Figure BDA00036314107400002010
为节点vi的物理队列qm上待传输数据流fk所对应队列传输门的开放时刻，
Figure BDA00036314107400002011
为节点vi的物理队列qm上待传输数据流fk所对应队列传输门的开放时长，
Figure BDA00036314107400002012
为待传输数据流fk在节点vi至节点vi+1间的物理链路上传播所经历时延，
Figure BDA00036314107400002013
为待传输数据流fk在节点vi+1处通过网络节点转发经历的转发时延，
Figure BDA00036314107400002014
为待传输数据流fk在节点vi+1处的缓存时延区间的左端点，U为并集操作，
Figure BDA00036314107400002015
为待传输数据流fk在节点vi+1处的缓存时延区间的右端点；
上述第三约束条件表示为：
Figure BDA0003631410740000211
Figure BDA0003631410740000212
Figure BDA0003631410740000213
其中，pathk为待传输数据流fk的路径，pathj为待传输数据流fj的路径，∩为交集操作，vi为pathk和pathj在路径上的相交节点，
Figure BDA0003631410740000214
表示在节点vi中待传输数据流fk所映射存储到的物理队列为物理队列qm，
Figure BDA0003631410740000215
表示在节点vi中待传输数据流fj所映射存储到的物理队列为物理队列qm′，gci为节点vi中门控列表的循环周期，pk为待传输数据流fk的周期，pj为待传输数据流fj的周期，α为待传输数据流fk的周期序号参数，表示待传输数据流fk的第(α+1)个周期，β为待传输数据流fj的周期序号参数，表示待传输数据流fj的第(β+1)个周期，
Figure BDA0003631410740000216
为节点vi的物理队列qm上传输数据流fk所对应队列传输门的开放时刻，
Figure BDA0003631410740000217
为节点vi的物理队列q′m上传输数据流fj所对应队列传输门的开放时刻，
Figure BDA0003631410740000218
为节点vi的物理队列q′m上传输数据流fj所对应队列传输门的开放时长，∪为并集操作，
Figure BDA0003631410740000219
为节点vi的物理队列qm上传输数据流fk的队列传输门的开放时长。
可选的，上述预设时间感知调度算法可以为基于SMT求解器的调度算法；
上述确定模块805，具体可以用于针对每一待传输数据流，通过网络测试的方式，确定该待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时各节点的队列可用缓存空间；基于各节点的队列可用缓存空间，获取该待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时各节点的队列缓存空间；
根据该待传输数据流的缓存时延区间，以及该待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时各节点的队列缓存空间，按照预设缓存时延分配策略，确定该待传输数据流在时间敏感网络中等待传输时所存储的目标节点；
根据每一待传输数据流的时延函数，以及每一待传输数据流在时间敏感网络中等待传输时所存储的目标节点，利用基于SMT求解器的调度算法，计算在预设约束条件下时间敏感网络中各节点缓存时延的分配值；
按照时间敏感网络中各节点缓存时延的分配值，生成各节点的门控列表中队列传输门的门状态，以及每一门状态对应的状态持续时间。
可选的，上述确定模块805，具体可以用于针对每一待传输数据流，通过网络测试的方式，获取该待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时各节点的队列缓存空间。
可选的，上述第三获取模块803，具体可以用于通过网络测试的方式，获取该目标数据流在时间敏感网络中端到端传输的最小时延。
采用本申请实施例提供的装置，在获取到目标数据流集合后，针对该目标数据流集合中的每一目标数据流，获取该目标数据流在时间敏感网络中端到端传输的时延上界要求和时延下界要求，从而针对目标数据流集合中的每一待传输数据流，即针对目标数据流集合中最小时延不大于其时延上界要求的每一目标数据流，基于该待传输数据流的时延上界要求和时延下界要求，计算该待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间，并基于每一待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输的缓存时延区间，利用预设时间感知调度算法，确定时间敏感网络各节点的门控列表中队列传输门的门状态，以及每一门状态对应的状态持续时间。
相比于相关技术，上述每一待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间是基于每一待传输数据流的时延上界要求和时延下界要求计算得到的，因此，每一待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间均可以满足每一待传输数据流的时延上界要求和时延下界要求。在此基础上，基于每一待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间所确定出的门控列表，即时间敏感网络各节点的门控列表中队列传输门的门状态，以及每一门状态对应的状态持续时间，可以有效保证每一待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输的时延满足其对应的时延上界要求和时延下界要求，从而保证TSN对准时服务和及时服务的支持能力。因此，通过申请实施例提供的技术方案，有效保证了数据流端到端时延的确定性，增强了TSN对确定性服务的支持能力。
基于同一种发明构思，根据上述本申请实施例提供的时间敏感网络确定性调度方法，本申请实施例还提供了一种电子设备，如图9所示，包括处理器901、通信接口902、存储器903和通信总线904，其中，处理器901，通信接口902，存储器903通过通信总线904完成相互间的通信，
存储器903，用于存放计算机程序；
处理器901，用于执行存储器903上所存放的程序时，实现如下步骤：
获取目标数据流集合，目标数据流集合中包括至少一个目标数据流；
针对每一目标数据流，获取该目标数据流在时间敏感网络中端到端传输的时延上界要求和时延下界要求；
获取该目标数据流在时间敏感网络中端到端传输的最小端到端时延；
针对目标数据流集合中的每一待传输数据流，基于该待传输数据流的时延上界要求和时延下界要求，计算该待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间；其中，待传输数据流的最小时延不大于该待传输数据流的时延上界要求；
基于每一待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间，利用预设时间感知调度算法，确定时间敏感网络各节点的门控列表中队列传输门的门状态，以及每一门状态对应的状态持续时间。
采用本申请实施例提供的电子设备，在获取到目标数据流集合后，针对该目标数据流集合中的每一目标数据流，获取该目标数据流在时间敏感网络中端到端传输的时延上界要求和时延下界要求，从而针对目标数据流集合中的每一待传输数据流，即针对目标数据流集合中最小时延不大于其时延上界要求的每一目标数据流，基于该待传输数据流的时延上界要求和时延下界要求，计算该待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间，并基于每一待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输的缓存时延区间，利用预设时间感知调度算法，确定时间敏感网络各节点的门控列表中队列传输门的门状态，以及每一门状态对应的状态持续时间。
相比于相关技术，上述每一待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间是基于每一待传输数据流的时延上界要求和时延下界要求计算得到的，因此，每一待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间均可以满足每一待传输数据流的时延上界要求和时延下界要求。在此基础上，基于每一待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间所确定出的门控列表，即时间敏感网络各节点的门控列表中队列传输门的门状态，以及每一门状态对应的状态持续时间，可以有效保证每一待传输数据流在时间敏感网络中端到端传输的时延满足其对应的时延上界要求和时延下界要求，从而保证TSN对准时服务和及时服务的支持能力。因此，通过申请实施例提供的技术方案，有效保证了数据流端到端时延的确定性，增强了TSN对确定性服务的支持能力。
上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
基于同一种发明构思，根据上述本申请实施例提供的时间敏感网络确定性调度方法，本申请实施例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内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一时间敏感网络确定性调度方法的步骤。
基于同一种发明构思，根据上述本申请实施例提供的时间敏感网络确定性调度方法，本申请实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一时间敏感网络确定性调度方法。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、电子设备、计算机可读存储介质及计算机程序产品等实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种时间敏感网络确定性调度方法，其特征在于，所述方法包括：
获取目标数据流集合，所述目标数据流集合中包括至少一个目标数据流；
针对每一目标数据流，获取该目标数据流在时间敏感网络中端到端传输的时延上界要求和时延下界要求；
获取该目标数据流在所述时间敏感网络中端到端传输的最小时延；
针对所述目标数据流集合中的每一待传输数据流，基于该待传输数据流的时延上界要求和时延下界要求，计算该待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间；其中，所述待传输数据流的最小时延不大于该待传输数据流的时延上界要求；
基于每一待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间，利用预设时间感知调度算法，确定所述时间敏感网络各节点的门控列表中队列传输门的门状态，以及每一门状态对应的状态持续时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对所述目标数据流集合中的每一待传输数据流，基于该待传输数据流的时延上界要求和时延下界要求，计算该待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间的步骤，包括：
针对所述目标数据流集合中的每一待传输数据流，若该待传输数据流的最小时延小于该待传输数据流的时延下界要求，则将第一差值作为该待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间的左端点，并将第一差值与第二差值的和值确定为该待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间的右端点；
若该待传输数据流的最小时延不小于该待传输数据流的时延下界要求，则确定该待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端时的缓存时延区间的左端点为0，并将第三差值确定为该待传输数据流在所述网络中端到端传输时的缓存时延区间的右端点；
其中，所述第一差值为该待传输数据流的时延下界要求与该待传输数据流的最小时延的差值，所述第二差值为该待传输数据流的时延上界要求与该待传输数据流的时延下界要求的差值，所述第三差值为该待传输数据流的时延上界要求与该待传输数据流的最小时延的差值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于每一待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间，利用预设时间感知调度算法，确定所述时间敏感网络各节点的门控列表中队列传输门的门状态，以及每一门状态对应的状态持续时间的步骤，包括：
根据每一待传输数据流的时延函数，以及每一待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间，利用预设时间感知调度算法，确定在预设约束条件下所述时间敏感网络各节点的门控列表中队列传输门的门状态，以及每一门状态对应的状态持续时间，其中，所述预设约束条件是基于所述时间敏感网络中每一节点的物理队列上的队列传输门的开放时间，同一节点的各个物理队列上队列传输门的开放时间，同一物理队列中各待传输数据流间的流隔离，门控列表的循环周期，以及每一待传输数据的时延上界要求和时延下界要求生成的。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设约束条件包括第一约束条件、第二约束条件和第三约束条件；
所述第一约束条件表示为：
Figure FDA0003631410730000021
其中，
Figure FDA0003631410730000022
为全称量词，F为待传输数据流的集合，pathk为待传输数据流fk的路径，vi为pathk上的节点，volk为待传输数据流fk的流量大小，volk＝max{lk，gbk，gci}，max为最大值操作，lk为待传输数据流fk的流长度，gbk为待传输数据流fk传输链路的保证带宽，gci为节点vi中门控列表的循环周期，
Figure FDA0003631410730000023
为节点vi的物理队列qm所对应的链路带宽，
Figure FDA0003631410730000024
为节点vi的物理队列qm上待传输数据流fk所对应的队列传输门的开放时长；
所述第二约束条件表示为：
Figure FDA0003631410730000025
Figure FDA0003631410730000026
Figure FDA0003631410730000027
其中，vi为pathk上的节点，
Figure FDA0003631410730000028
表示在节点vi中待传输数据流fk所映射存储到的物理队列为物理队列qm，
Figure FDA0003631410730000029
表示在节点vi+1中待传输数据流fk所映射存储到的物理队列为物理队列qm，
Figure FDA00036314107300000210
为节点vi+1的物理队列qm上待传输数据流fk所对应队列传输门的开放时刻，
Figure FDA00036314107300000211
为节点vi的物理队列qm上待传输数据流fk所对应队列传输门的开放时刻，
Figure FDA00036314107300000212
为节点vi的物理队列qm上待传输数据流fk所对应队列传输门的开放时长，
Figure FDA00036314107300000213
为待传输数据流fk在节点vi至节点vi+1间的物理链路上传播所经历时延，
Figure FDA00036314107300000214
为待传输数据流fk在节点vi+1处通过网络节点转发经历的转发时延，
Figure FDA00036314107300000215
为待传输数据流fk在节点vi+1处的缓存时延区间的左端点，U为并集操作，
Figure FDA00036314107300000216
为待传输数据流fk在节点vi+1处的缓存时延区间的右端点；
所述第三约束条件表示为：
Figure FDA00036314107300000217
Figure FDA00036314107300000218
Figure FDA00036314107300000219
其中，pathk为待传输数据流fk的路径，pathj为待传输数据流fj的路径，∩为交集操作，vi为pathk和pathj在路径上的相交节点，
Figure FDA00036314107300000220
表示在节点vi中待传输数据流fk所映射存储到的物理队列为物理队列qm，
Figure FDA00036314107300000221
表示在节点vi中待传输数据流fj所映射存储到的物理队列为物理队列qm′，gci为节点vi中门控列表的循环周期，pk为待传输数据流fk的周期，pj为待传输数据流fj的周期，α为待传输数据流fk的周期序号参数，表示待传输数据流fk的第(α+1)个周期，β为待传输数据流fj的周期序号参数，表示待传输数据流fj的第(β+1)个周期，
Figure FDA0003631410730000031
为节点vi的物理队列qm上传输数据流fk所对应队列传输门的开放时刻，
Figure FDA0003631410730000032
为节点vi的物理队列q′m上传输数据流fj所对应队列传输门的开放时刻，
Figure FDA0003631410730000033
为节点vi的物理队列q′m上传输数据流fj所对应队列传输门的开放时长，∪为并集操作，
Figure FDA0003631410730000034
为节点vi的物理队列qm上传输数据流fk的队列传输门的开放时长。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述预设时间感知调度算法为基于可满足性模理论SMT求解器的调度算法；
所述根据每一待传输数据流的时延函数，以及每一待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间，利用预设时间感知调度算法，确定在预设约束条件下所述时间敏感网络各节点的门控列表中队列传输门的门状态，以及每一门状态对应的状态持续时间的步骤，包括：
针对每一待传输数据流，获取该待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时各节点的队列缓存空间；
根据该待传输数据流的缓存时延区间，以及该待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时各节点的队列缓存空间，按照预设缓存时延分配策略，确定该待传输数据流在所述时间敏感网络中等待传输时所存储的目标节点；
根据每一待传输数据流的时延函数，以及每一待传输数据流在所述时间敏感网络中等待传输时所存储的目标节点，利用基于SMT求解器的调度算法，计算在预设约束条件下所述时间敏感网络中各节点缓存时延的分配值；
按照所述时间敏感网络中各节点缓存时延的分配值，生成各节点的门控列表中队列传输门的门状态，以及每一门状态对应的状态持续时间。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述针对每一待传输数据流，获取该待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时各节点的队列缓存空间的步骤，包括：
针对每一待传输数据流，通过网络测试的方式，确定该待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时各节点的队列可用缓存空间；
基于各节点的队列可用缓存空间，获取该待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时各节点的队列缓存空间。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取该目标数据流在所述时间敏感网络中端到端传输的最小时延的步骤，包括：
通过网络测试的方式，获取该目标数据流在所述时间敏感网络中端到端传输的最小时延。
8.一种时间敏感网络确定性调度装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取目标数据流集合，所述目标数据流集合中包括至少一个目标数据流；
第二获取模块，用于针对每一目标数据流，获取该目标数据流在时间敏感网络中端到端传输的时延上界要求和时延下界要求；
第三获取模块，用于获取该目标数据流在所述时间敏感网络中端到端传输的最小时延；
计算模块，用于针对所述目标数据流集合中的每一待传输数据流，基于该待传输数据流的时延上界要求和时延下界要求，计算该待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间；其中，所述待传输数据流的最小时延不大于该待传输数据流的时延上界要求；
确定模块，用于基于每一待传输数据流在所述时间敏感网络中端到端传输时的缓存时延区间，利用预设时间感知调度算法，确定所述时间敏感网络各节点的门控列表中队列传输门的门状态，以及每一门状态对应的状态持续时间。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-7任一所述的方法步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一所述的方法步骤。
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