论文部分内容阅读
在非实时通信网络中,当多个节点通过交换机同时向同一个节点发送消息时,交换机内部会对这些消息进行排队发送,这将造成消息传输过程中不确定的延时。此外,每个节点上多个应用程序同时向链路上发送消息时会产生竞争,这也会造成消息传输时间的不确定。非实时通信网络无法满足一些要求苛刻的实时性应用对网络消息传输实时性和时间确定性的要求。实时通信网络具有严格的端到端延时和抖动要求,可以满足对实时性要求比较高的应用。如果实时通信网络中的消息按照离线生成的消息调度表为每个消息规划的时隙传输,则称该实时网络为时间调度网络(Time Scheduling Network,TSN)。TSN中的消息传输具有无冲突和时间确定性的特点,TSN中的消息被称为时间触发(Time-Triggered,TT)消息,TSN的通信方式被称为时间触发(TT)通信。目前,对TSN研究比较多的是在以太网的基础上增加时间触发通信服务,比如时间触发以太网(Time-Triggered Ethernet,TTE),但是对光纤通道(Fiber Channel,FC)网络的时间触发通信服务研究很少。TTE是TSN的一种,如果在FC网络中增加时间调度传输消息的服务,那么FC网络也会成为一种TSN。本文对TTE和FC网络两种类型的网络中周期性消息的调度问题进行研究,提出并实现消息调度算法和消息调度软件。论文的主要工作如下:1.对消息调度表的具体内容进行定义并提出网络设备根据消息调度表发送和接收消息的方法;同时,提出消息调度软件在整个网络中使用的方法。2.对网络和TT消息进行建模,提出TSN中消息调度表的生成算法,该算法既适用于简单的星型网络,也适用于复杂的交换式网络。该算法为网络中每个TT消息在其整个传输链路上无冲突地分配时隙,同时保证每个TT消息传输时刻的确定性。3.实现消息调度软件,该软件的主要功能包括:(a)解析保存网络信息的XML文件;(b)根据解析得到的网络信息运行消息调度算法并生成消息调度表;(c)以图形的形式显示消息调度表,从图形界面中可以看到每个消息在其链路上传输的具体时隙;(d)可以作为服务器运行,并将生成的消息调度表发送到每个设备节点软件;(e)根据解析得到的网络信息自动生成整个网络的拓扑结构;(f)手动和自动配置整个网络的信息并保存为XML文件。4.对消息调度软件各个模块的功能和消息调度算法的性能进行测试。