FAST团队TSN论文被INFOCOM 2020会议录用
发布时间:2019-12-07
国防科技大学FAST团队关于TSN中循环转发队列(CQF)实现机制的论文“Injection Time Planning: Making CQF Practical in Time-Sensitive Networking”被CCF A类会议IEEE INFOCOM 2020录用。
论文以确定性交换在工业控制和航空航天等高端装备制造领域的应用为背景,通过对AFDX、TTE和TSN等转发机制对比指出,CQF模型基于乒乓队列按照奇偶时间槽交替进行分组调度,不仅能够保证端到端传输延迟的确定性上下界,而且相比于其他两个模型不需要对每个交换机进行复杂配置,控制算法的复杂度更低。但是目前IEEE 802.1 Qch标准只定义了CQF模型的设计和工作流程,缺乏一种全局的规划算法将TSN流量合理的映射到底层的CQF资源上。
文章分析发现报文进入TSN网络的注入时间对CQF队列资源的利用率以及调度的成功率有重要影响,提出ITP(Injection Time Planning)机制从时间和空间两个维度上对TSN流进行资源分配。ITP的核心思想如图1所示。在整个网络(端系统和交换机)进行全局时间同步的前提下,通过计算和配置每条TSN流在端系统上的发送时间,避免多条流在交换机的队列上同时汇聚产生溢出,从而在满足应用需求(拓扑和流特征等)以及底层队列资源的约束下提高队列资源的利用率和可调度的流数量。
文章基于ITP机制结合Tabu启发式思想提出Tabu-ITP算法,在算法中引入多种领域相关的指标和策略进行算法优化。实验结果表明与不进行注入时间规划的方式相比,Tabu-ITP将可调度的流数量提高10x,同时资源利用率提高65%。