• 中国精品科技期刊
  • CCF推荐A类中文期刊
  • 计算领域高质量科技期刊T1类
高级检索

时间敏感网络流量调度综述

张彤, 冯佳琦, 马延滢, 渠思源, 任丰原

张彤, 冯佳琦, 马延滢, 渠思源, 任丰原. 时间敏感网络流量调度综述[J]. 计算机研究与发展, 2022, 59(4): 747-764. DOI: 10.7544/issn1000-1239.20210203
引用本文: 张彤, 冯佳琦, 马延滢, 渠思源, 任丰原. 时间敏感网络流量调度综述[J]. 计算机研究与发展, 2022, 59(4): 747-764. DOI: 10.7544/issn1000-1239.20210203
shu
Zhang Tong, Feng Jiaqi, Ma Yanying, Qu Siyuan, Ren Fengyuan. Survey on Traffic Scheduling in Time-Sensitive Networking[J]. Journal of Computer Research and Development, 2022, 59(4): 747-764. DOI: 10.7544/issn1000-1239.20210203
Citation: Zhang Tong, Feng Jiaqi, Ma Yanying, Qu Siyuan, Ren Fengyuan. Survey on Traffic Scheduling in Time-Sensitive Networking[J]. Journal of Computer Research and Development, 2022, 59(4): 747-764. DOI: 10.7544/issn1000-1239.20210203
shu
张彤, 冯佳琦, 马延滢, 渠思源, 任丰原. 时间敏感网络流量调度综述[J]. 计算机研究与发展, 2022, 59(4): 747-764. CSTR: 32373.14.issn1000-1239.20210203
引用本文: 张彤, 冯佳琦, 马延滢, 渠思源, 任丰原. 时间敏感网络流量调度综述[J]. 计算机研究与发展, 2022, 59(4): 747-764. CSTR: 32373.14.issn1000-1239.20210203
shu
Zhang Tong, Feng Jiaqi, Ma Yanying, Qu Siyuan, Ren Fengyuan. Survey on Traffic Scheduling in Time-Sensitive Networking[J]. Journal of Computer Research and Development, 2022, 59(4): 747-764. CSTR: 32373.14.issn1000-1239.20210203
Citation: Zhang Tong, Feng Jiaqi, Ma Yanying, Qu Siyuan, Ren Fengyuan. Survey on Traffic Scheduling in Time-Sensitive Networking[J]. Journal of Computer Research and Development, 2022, 59(4): 747-764. CSTR: 32373.14.issn1000-1239.20210203
shu

时间敏感网络流量调度综述

  • 1(南京航空航天大学计算机科学与技术学院 南京 211106)

  • 2(软件新技术与产业化协同创新中心 南京 210093)

  • 3(兰州大学信息科学与工程学院 兰州 730000)

  • 4(清华大学计算机科学与技术系 北京 100084) (zhangt@nuaa.edu.cn)

基金项目: 国家自然科学基金项目(62002165,61872208)；江苏省自然科学基金项目(BK20200445)；国家重点研发计划项目(2018YFB1700103,2018YFB1700203)
详细信息

  • 中图分类号: TP393

Survey on Traffic Scheduling in Time-Sensitive Networking

  • 1(College of Computer Science and Technology, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 211106)

  • 2(Collaborative Innovation Center of Novel Software Technology and Industrialization, Nanjing 210093)

  • 3(School of Information Science and Engineering, Lanzhou University, Lanzhou 730000)

  • 4(Department of Computer Science and Technology, Tsinghua University, Beijing 100084)

Funds: This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (62002165, 61872208), the Natural Science Foundation of Jiangsu Province (BK20200445), and the National Key Research and Development Program of China (2018YFB1700103, 2018YFB1700203).

HTML全文

    摘要
  • 摘要: 工业控制、航空电子、车载网络、移动前传网络等很多行业领域应用都需要确定性低延时的网络传输.为了实现此类业务的传输需求，IEEE 802时间敏感网络(time-sensitive networking, TSN)工作组将标准以太网扩展为TSN，受到学术界和工业界的持续关注.流量调度是TSN标准中的核心机制，通过调度算法在所有交换机出端口确定数据帧传输顺序和时间，满足流量各自的延时和带宽要求并同时优化传输性能.首先对TSN流量调度问题进行形式化描述，介绍了TSN网络与流量模型，并对调度约束和目标进行归纳；进而对现有TSN流量调度机制进行分析与总结，重点阐述每种调度机制解决的具体问题、关注的流量类型、优化的性能指标和求解算法；最后讨论了未来TSN流量调度的设计空间和发展趋势，并针对现有调度机制存在的问题提出了静态规划与动态调节联合的调度思路.
    Abstract: Many industry field applications like industrial control, avionics, in-vehicle networks, and mobile prequel networks require deterministic low-latency network transmissions. In order to achieve these transmission requirements, the IEEE 802 time-sensitive networking (TSN) working group extends standard Ethernet to TSN, which attracts continuous attentions from both academia and industry. Traffic scheduling is the core mechanism in the TSN standard system, where the scheduling algorithm determines the transmission order and time period of each data frame on egress ports of all switches to meet the respective delay and bandwidth requirements of traffic and optimize transmission performance at the same time. In this paper, we first describe the formalization of traffic scheduling problem in TSN, introduce network and traffic models, and conclude the scheduling constraints and goals. A simple example is employed to illustrate the traffic scheduling task and procedure. Then we analyze and summarize existing TSN traffic scheduling mechanisms, focusing on their solved problems, concerned traffic type, optimized performance metrics and solving algorithms. Finally, the design space and development trends of future TSN traffic scheduling are discussed, and a novel idea of joint static traffic planning and dynamic traffic scheduling is proposed in response to the existing problems of current scheduling mechanisms.
    • HTML全文
    • 参考文献(0)
    • 相关文章
    • 施引文献(58)

  • 期刊类型引用(22)

    1. 黄蔚亮，李锦煊，余志文，蔡亚永，刘元. 确定性网络：架构、关键技术和应用. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2025(01): 1-16 . 百度学术
    2. 姜旭艳，全巍，付文文，张小亮，孙志刚. OpenPlanner：一个开源的时间敏感网络流量规划器. 计算机研究与发展. 2025(05): 1307-1329 . 本站查看
    3. 齐玉玲，黄涛，张军贤，贾焱鑫，徐龙，熊伟，朱海龙，彭开来. 基于时间敏感网络的列车通信网络研究及应用. 城市轨道交通研究. 2024(05): 184-189 . 百度学术
    4. 何倩，郭雅楠，赵宝康，潘琪，王勇. 无等待与时隙映射复用结合的时间触发流调度方法. 通信学报. 2024(08): 192-204 . 百度学术
    5. 郭若彤，许方敏，张恒升，赵成林. 基于循环排队转发的时间触发流量路由与调度优化方法. 微电子学与计算机. 2024(10): 55-63 . 百度学术
    6. 薛强，吴梦，杨世标，屠礼彪，李伟，廖江. 嵌入式人工智能技术在IP网络的创新应用. 邮电设计技术. 2024(10): 66-72 . 百度学术
    7. 张浩，郭偶凡，周飞飞，马涛，何迎利，姚苏滨. 基于分段帧复制和消除的时间敏感网络动态冗余机制研究. 计算机科学. 2024(S2): 750-756 . 百度学术
    8. 罗峰，周杰，王子通，张晓先，孙志鹏. 基于多域冗余的车载时间敏感网络时间同步增强方法. 系统工程与电子技术. 2024(12): 4259-4268 . 百度学术
    9. 王雪荣，唐政治，李银川，齐美玉，朱建波，张亮. 基于优化决策树的时延敏感流智能感知调度. 电信科学. 2023(04): 120-132 . 百度学术
    10. 陆以勤，谢文静，王海瀚，陈卓星，程喆，潘伟锵，覃健诚. 面向时间敏感网络的安全感知调度方法. 华南理工大学学报(自然科学版). 2023(05): 1-12 . 百度学术
    11. 朱渊，胡馨予，吴思远，黄蓉. 基于OMNeT++的5G-TSN调度算法综述. 西安邮电大学学报. 2023(01): 9-18 . 百度学术
    12. 王家兴，杨思锦，庄雷，宋玉，阳鑫宇. 时间敏感网络中多目标在线混合流量调度算法. 计算机科学. 2023(07): 286-292 . 百度学术
    13. 李维，梁巍，周策. 基于ACO算法的SDN网络流量调度优化研究. 自动化与仪器仪表. 2023(07): 42-46 . 百度学术
    14. 吴昭祥，李文凯，袁亚洲，刘志新. 时间敏感网络中基于抢占式通道模型的资源调度算法研究. 移动通信. 2023(08): 67-73+97 . 百度学术
    15. 刘美鹭，刘留，王凯，韩紫杰. 真空管高速飞行列车通信业务建模. 移动通信. 2023(08): 98-106 . 百度学术
    16. 彭紫梅，寿国础，郭梦杰，刘雅琼，胡怡红. 时间敏感网络中的冗余机制研究综述. 电信科学. 2023(08): 29-42 . 百度学术
    17. 胡文学，孙雷，王健全，朱渊，毕紫航. 基于网络演算的时间敏感网络时延上界分析模型研究. 自动化学报. 2023(11): 2297-2310 . 百度学术
    18. 王新蕾，周敏，张涛. 时间敏感网络流量调度算法研究综述. 电讯技术. 2023(11): 1830-1838 . 百度学术
    19. 段晓东，刘鹏，陆璐，孙滔，李志强. 确定性网络技术综述. 电信科学. 2023(11): 1-12 . 百度学术
    20. 陆以勤，熊欣，王猛，覃健诚，潘伟锵. TSN中基于链路负载均衡的AVB流量带宽分配方法. 华南理工大学学报(自然科学版). 2023(11): 1-9 . 百度学术
    21. 周阳，陈鸿龙，张雷. 时间敏感网络中的动态路由与调度联合优化算法. 物联网学报. 2023(04): 52-62 . 百度学术
    22. 裴金川，胡宇翔，田乐，胡涛，李子勇. 联合路由规划的时间敏感网络流量调度方法. 通信学报. 2022(12): 54-65 . 百度学术

    其他类型引用(36)

    • 资源附件(0)
计量
  • 文章访问数:  774
  • HTML全文浏览量:  19
  • PDF下载量:  501
  • 被引次数: 58
出版历程
  • 发布日期:  2022-03-31

目录

摘要
HTML全文
    参考文献(0)
    相关文章
    施引文献(58)
    资源附件(0)

    /

    返回文章
    返回
    邮件订阅 RSS
    微信订阅号<br/>（实时资讯）

    微信订阅号
    （实时资讯）

    微信服务号<br/>（同步网站）

    微信服务号
    （同步网站）

    微信视频号<br/>（视频分享）

    微信视频号
    （视频分享）

    CCF<br/>（扫码入会）

    CCF
    （扫码入会）

    版权所有 © 《计算机研究与发展》编辑部

    本系统由北京仁和汇智信息技术有限公司开发  百度统计