交换式工业以太网的队列调度算法分析

为了保证交换式工业以太网中实时数据端到端的传输时延和业务流传输的公平性,避免网络拥塞的出现,在对工业现场业务流类型分析的基础上,提出了一种基于SPQ_WRR队列调度的算法。为了验证该调度算法的有效性,采用了OPNET进行仿真,仿真结果表明,相比于传统的队列调度算法而言,该调度算法有效的保证了实时数据传输的实时性和业务流传输的公平性,同时起到了流量控制的作用,有效的避免了网络拥塞的出现。     

交换式以太网技术在接入网中的应用

宽带接入网研究是当前的热点,文章介绍了交换式以太网技术,提出基于交换式以太网的宽带接入网模型,并分析讨论接入网中的若干关键问题。     

交换式以太网实时消息可调度性分析

针对交换式以太网不能满足工业数据通信的实时性要求问题,首先提出了一种改进的,在站点和交换机端均使用EDF算法的消息调度模型,并由源站点和目标站点以分布式方式对实时消息在链路的可调度性进行判定,从而简化了交换机的设计.另外,为保证实时消息在交换式以太网传输的实时性,分别给出了实时消息在发送和接收链路的可调度性判定条件,并进行了相应的理论证明.     

网络演算理论下的工业以太网的实时性分析

为了保证业务流在交换式工业以太网中传输的实时性,在交换机中引入了优先级调度机制,对源节点的业务流数据进行了流量控制。结合网络演算理论对交换式工业以太网的实时能力进行了分析,计算出交换机对不同数据类型的服务曲线,通过推导出的服务曲线计算出实时数据的最大网络时延和缓冲区大小,对考察交换式工业以太网的服务质量提供了一定的参考价值。     

多核平台两级抢占式固定优先级DAG递归调度

为提高应用程序调度实时性,提高程序调度应用价值,采用有向无环图(DAG)建立多核平台上的并行和递归任务的集合,获得具有优先级约束(即有向边)的子任务(即节点),并保证在某个指定的截止日期之前完成其所有子任务的执行.每个任务都可能生成无限数量的实例,其中连续实例的发布被一些最小到达时间隔开.同时,DAG任务的每个子任务被分配一个固定优先级,提出一种两级抢占式全局固定优先级调度(GFP)策略:任务级调度器首先确定最高优先级就绪任务,然后,子任务级调度器选择其最高优先级子任务来执行.然后,为所提两级GFP调度器推导出一个可调度性测试,如果满足该测试则保证所有任务在GFP下满足其最后期限.最后,通过实验分析,验证了所提算法在接受率指标上的性能优势.     

基于负载分类的交换式以太网的实时性研究

为了满足交换式以太网中部分数据的实时性,该文应用网络演算对周期性实时数据和突发性实时数据进行分析,同时对受控类负载采取负载分类的方法,赋以不同优先级并采用静态优先级队列的策略进行调度。仿真结果表明,负载分类的策略有效地将强实时负载任务的延迟控制在一定值内,同时大幅度降低了受控类负载的平均时延,特别是降低了较高优先级受控类负载的时延,从而提高了数据的实时性。     

基于优先级降低策略的回卷恢复容错实时调度算法研究

实时系统中任务的超时完成将会导致灾难性后果,因此实时系统必须具备实时性和可靠性保障。为了提升系统的容错能力,该文基于回卷恢复容错模型,提出了容错优先级降低策略,并基于此策略对系统进行可调度性分析,推导出了任务最坏响应时间的计算公式。为了快速确定一组最优的容错优先级降低配置,该文提出了一种有效的搜索算法,该算法能够将容错优先级降低配置的搜索空间由O(n!)降低为O(n2)。最后,仿真实验表明容错优先级降低策略可以显著提升系统的容错能力。     

交换机在工业以太网中的应用探讨

对于工业现场以太网使用方面产生的问题进行了一定的分析,并且探讨了工业以太网中交换机的使用情况,总结了工业现场使用交换机的注意事项。     

基于交换式以太网的列车通信网络建模与性能分析

为了满足未来大容量、高速率、硬实时性的信息传输需求,将交换式以太网技术引入列车通信网络（TCN, train communication network）。针对不同优先级消息,根据其通信调度方式对传输过程建立了TCN的确定与随机Petri网(DSPN, determined and stochastic Petri nets)模型,比较了交换机不同调度算法对时延的影响,并分析了消息数目和产生周期,以及消息数目和吞吐量的关系。实验结果表明,采用优先级调度算法能在牺牲非实时数据时延的条件下降低实时数据的时延,验证了采用交换式以太网的TCN吞吐量远超过现有的TCN,并且能够为今后的设计和优化提供理论依据。     

EPA工业以太网数据传输效率研究

EPA工业以太网的数据传输效率是影响其通信性能的关键指标。本文根据EPA确定性调度特征,从单个报文的数据传输效率入手,分别对周期报文和非周期报文的数据传输效率进行了分析,建立了数学模型,为EPA通信性能的定量研究提供了理论基础,并且提出了采用集总帧方式提高数据传输效率的方法。     

Contour-Based Priority Scheduling in Optical Burst Switched Networks

Optical burst switching (OBS) is an emerging technology that allows variable size data bursts to be transported directly over dense wavelength division multiplexing links. Although several quality-of-service (QoS) schemes have been proposed for OBS networks, how to provide QoS at the high speed required by the OBS network is still an open question. In this paper, we propose a novel O(1) runtime contour-based priority algorithm that provides complete priority isolation among different priorities. This is the first practical O(1) runtime priority algorithm proposed for OBS, and it is well suited to high-speed hardware implementation.     

Scheduling Rate-Constrained Flows with Dynamic Programming Priority in Time-Triggered Ethernet

Time-triggered (TT), Rate-constrained (RC) and Best-eff ort (BE) traffics are included in Time-triggered ethernet (TTEthernet). For RC messages trans-mission is aff ected by TT messages, traditional schedul-ing policy cannot be well applied in TTEthernet. Dynamic programming priority (DPP) algorithm combines priority policy and dynamic programming algorithm for scheduling RC flows. The time slice for RC flows transmission is got by SMT solver YICES; RC flows are classified to different groups according to the priorities; Higher priority pack-ets in one time slice are scheduled using First input first output (FIFO) policy and lower priority packets are sched-uled by Dynamic programming policy. DPP policy guaran-tees different real-time requirements of heterogeneous RC flows, and make the best of time slice resource in aviation industries. The upper bound End-End of three methods and algorithm feasibility is analyzed. Simulation in avia-tion shows that DPP policy can obtain better real-time performance than other scheduling algorithms.     

EDF调度算法在直通式交换以太网上的实现

提出了一种FTT(FleXible Time-Triggered communication paradigm)的改进调度模型.实现了周期性硬实时消息在基于成熟商用组件技术(COTS)的交换式以太网上的实时传输.并针对周期性实时消息在直通式交换以太网上传输提出了一种基于EDF的实时性调度算法.仿真实验表明该算法在提高网络的聚合带宽方面具有明显的优点.     

SCTP在工业以太网通信技术中的应用研究

随着以太网技术的发展和广泛应用,在自动化领域中,工业以太网正在成为工业控制网络的主流技术。但是从信息安全的角度,现有的工业以太网技术在数据传输的可靠性、可用性、安全性等方面面临着巨大的挑战。SCTP是由IETF提出的新一代构架于IP层之上的通用IP传输协议。与TCP和UDP相比,SCTP提供了多宿、多流、部分可靠传输和用于提高安全性能的Cookie机制等新特性,更能够满足工业以太网技术在信息传输上的要求。因此,研究SCTP应用于工业以太网通信技术具有重要的研究意义。     

NGN承载网优化方案设计

下一代网络（NGN）的目标是建设一个能同时提供多种业务的综合网络,如语音、数据、图像、多媒体等,目前已开始规模商用。本文从NGN网络的特征开始分析,结合承栽网的需求与本公司网络结构的不足,提出相关的优化设计方案。     

嵌入式工业以太网控制方案的研究

分析了嵌入式工业以太网控制技术相对现场总线的优越性，提出了完整的网络控制方案，具体分析了现场底层控制模块的组成和开发细节，其中TCP／IP协议的开发是重点。方案结构简洁．控制灵活，可实现企业信息的实时传输和真正共享。     

基于QoS的优先级队列调度算法

针对无线网络QoS的需求,讨论了3种典型的优先级队列调度算法,即:轮询式的调度算法、保证优先级的调度算法以及比例公平的调度算法。分别对它们各自的工作原理和优缺点进行了研究比较。最后通过计算机仿真验证选取了适合实际使用的算法。     

基于优先级的包插入队列调度算法仿真研究

提出一种高优先级数据包插入到低优先级数据包中发送的新型队列调度算法,该算法不仅较大幅度地降低了高优先级数据包的时延和时延抖动,同时不会降低带宽利用率,具有很强的实用性.通过OPNET建模验证了此种算法的有效性.     

工业以太网概述及方案简介

生产规模的扩大和复杂程度的提高推动着现场总线和现场总线控制系统的发展。从20世纪六七十年代的模拟仪表控制系统．到七八十年代的集中式数字控制系统．到八、九十年代的集散控制系统（DCS）,再到近些年的现场总线控制系统（FCS）。目前已开发出有40多种现场总线,如Interbus、Bitbus、DeviceNet、MODbus、Arcnet、P—Net、FIP、ISP等．其中最具影响力的有5种．分别是FF、Profitbus、HART、CAN和LonWorks