本發明涉及通信技術領域，具體涉及一種控制平面時間同步隊列的服務速率控制方法和裝置。

背景技術：

SDN(Software Defined Network，軟件定義網絡)，是Emulex網絡一種新型網絡創新架構，是網絡虛擬化的一種實現方式，其核心技術OpenFlow通過將網絡設備控制面與數據面分離開來，從而實現了網絡流量的靈活控制，使網絡作為管道變得更加智能。

網絡時間同步協議都存在同步報文往返測距延時不對稱問題，具體表現在：①同步報文在網絡中交換節點時延的不確定性。同步報文在經過傳輸介質、中繼器、交換機和路由器等網絡交換設備產生了往返路徑時延，在網絡負載發生變化時，同步測距報文需要與其他類型的報文在網絡交換設備緩存中一起排隊，造成節點時延不穩定，甚至會發生沖突、丟包，這些都會影響假設前提的成立。②同步報文受在網絡中往返傳播路徑的不確定性。同步報文經過網絡交換節點時，自由選擇路由使得同步測距報文往返路徑不一致，也會使得測距同步不準確。

目前IEEE1588協議能提供最高的時間同步精度，而未來智能電網遵循的61850規約中對于時間同步問題，已經給出了使用IEEE1588解決方案，并將其引入電力行業形成了IEEE61588協議。

IEEE1588協議中針對延時不對稱提出的改進措施，采用硬件支持方案，IEEE1588協議中引入邊界時鐘和透明時鐘機制來減少經過復雜網絡而引起時延抖動，都需要專門的硬件支持。IEEE1588協議提出之初，主要應用與本地網絡的測控系統的時鐘同步。IEEE1588v引入邊界時鐘與同步終端節點之間實現逐級同步，減少了同步報文穿越造成的延時抖動，邊界時鐘還用于劃分同步子域和連接底層通信技術不同的域，但這樣容易產生時間誤差的累計。它的第二個版本IEEE1588v2在v1版本基礎上額外引入透明時鐘則是通過測量同步報文的駐留時間(同步報文穿過透明時鐘所需的時間)以及兩個透明時鐘間對應端口之間的傳輸時延，寫入Follow_Up相應字段傳遞給從時鐘完成修正。目前基于IEEE1588協議軟件算法改進研究主要是將非對稱鏈路時延認為是一種干擾噪聲，設計相應的濾波算法；而采用固定時延思想的文章也都是在有硬件TC設備支持下才能實現。

如何克服同步報文往返測距延時不對稱而出現延時抖動的現象，成為一個亟待解決的技術問題。

技術實現要素：

因此，本發明要解決的技術問題在于現有技術中因同步報文往返測距延時不對稱而出現延時抖動的現象。從而提供一種控制平面時間同步隊列的服務速率控制方法和裝置。

有鑒于此，本發明實施例的第一方面提供了一種控制平面時間同步隊列的服務速率控制方法，包括：根據預設標識建立時間同步隊列；獲取所述時間同步隊列當前的第一預約服務速率和第一實際服務速率；判斷所述第一實際服務速率是否大于所述第一預約服務速率；若所述第一實際服務速率大于所述第一預約服務速率，減小所述第一預約服務速率。

優選地，還包括：若所述第一實際服務速率小于所述第一預約服務速率，增大所述第一預約服務速率。

優選地，所述減小所述第一預約服務速率包括：獲取所述時間同步隊列的頭部同步報文的預設固定延時；根據所述預設固定延時計算得到預約服務速率調整量；按照所述預約服務速率調整量減小所述第一預約服務速率。

優選地，所述增大所述第一預約服務速率包括：獲取所述時間同步隊列的頭部同步報文的預設固定延時；根據所述預設固定延時計算得到預約服務速率調整量；按照所述預約服務速率調整量增大所述第一預約服務速率。

優選地，所述根據所述預設固定延時計算得到預約服務速率調整量包括：獲取所述隊列調度器的最大服務速率、剩余服務速率、所述預設固定延時、所述頭部同步報文之前的每個同步報文的第一長度、所述頭部同步報文之前的每個同步報文前插入的偽報文的第二長度、優先級高于所述時間同步隊列的第一業務隊列包含的每個業務報文的第三長度、所述第一業務隊列的第二實際服務速率、優先級低于所述時間同步隊列的第二業務隊列包含的每個業務報文的第四長度以及所述第二業務隊列的第三實際服務速率；根據所述預設固定延時、所述第一長度、所述第二長度、所述第三長度、所述第四長度、所述第二實際服務速率以及所述第三實際服務速率計算得到所述時間同步隊列的目標實際服務速率；根據所述第一預約服務速率、所述最大服務速率、所述剩余服務速率和所述目標實際服務速率計算得到所述預約服務速率調整量。

優選地，采用如下公式計算得到所述目標實際服務速率：

其中，r_i-real′是時間同步隊列i的所述目標實際服務速率，是所述時間同步隊列i的頭部同步報文k的所述預設固定延時，是所述時間同步隊列i的第k′個同步報文的所述第一長度，是所述第k′個同步報文前插入的偽報文的所述第二長度，是所述第一業務隊列j包含的第k個業務報文的所述第三長度，是所述第二業務隊列h包含的第k個業務報文的所述第四長度，r_j-real是所述第一業務隊列j的所述第二實際服務速率，r_h-real是所述第二業務隊列h的所述第三實際服務速率，k是大于1的正整數，k′是大于0且小于k的正整數，i是大于0的正整數，j是大于0且小于M的正整數，h是大于0且小于S的正整數。

優選地，采用如下公式計算得到所述預約服務速率調整量：

其中，Δr_i是時間同步隊列i的所述預約服務速率調整量，r_i是所述時間同步隊列i的所述第一預約服務速率，r_max是所述最大服務速率，r_remain是所述剩余速率，r_i-real′是所述時間同步隊列i的所述目標實際服務速率，i是大于0的正整數。

本發明實施例的第二方面提供了一種控制平面時間同步隊列的服務速率控制裝置，包括：建立模塊，用于根據預設標識建立時間同步隊列；獲取模塊，用于獲取所述時間同步隊列當前的第一預約服務速率和第一實際服務速率；判斷模塊，用于判斷所述第一實際服務速率是否大于所述第一預約服務速率；減小模塊，用于若所述第一實際服務速率大于所述第一預約服務速率，減小所述第一預約服務速率。

優選地，還包括：增大模塊，用于若所述第一實際服務速率小于所述第一預約服務速率，增大所述第一預約服務速率。

優選地，所述減小模塊包括：第一獲取單元，用于獲取所述時間同步隊列的頭部同步報文的預設固定延時；第一計算單元，用于根據所述預設固定延時計算得到預約服務速率調整量；減小單元，用于按照所述預約服務速率調整量減小所述第一預約服務速率。

優選地，所述增大模塊包括：第二獲取單元，用于獲取所述時間同步隊列的頭部同步報文的預設固定延時；第二計算單元，用于根據所述預設固定延時計算得到預約服務速率調整量；增大單元，用于按照所述預約服務速率調整量增大所述第一預約服務速率。

優選地，所述根據所述預設固定延時計算得到預約服務速率調整量包括：獲取所述隊列調度器的最大服務速率、剩余服務速率、所述預設固定延時、所述頭部同步報文之前的每個同步報文的第一長度、所述頭部同步報文之前的每個同步報文前插入的偽報文的第二長度、優先級高于所述時間同步隊列的第一業務隊列包含的每個業務報文的第三長度、所述第一業務隊列的第二實際服務速率、優先級低于所述時間同步隊列的第二業務隊列包含的每個業務報文的第四長度以及所述第二業務隊列的第三實際服務速率；根據所述預設固定延時、所述第一長度、所述第二長度、所述第三長度、所述第四長度、所述第二實際服務速率以及所述第三實際服務速率計算得到所述時間同步隊列的目標實際服務速率；根據所述第一預約服務速率、所述最大服務速率、所述剩余服務速率和所述目標實際服務速率計算得到所述預約服務速率調整量。

優選地，采用如下公式計算得到所述目標實際服務速率：

其中，r_i-real′是時間同步隊列i的所述目標實際服務速率，是所述時間同步隊列i的頭部同步報文k的所述預設固定延時，是所述時間同步隊列i的第k′個同步報文的所述第一長度，是所述第k′個同步報文前插入的偽報文的所述第二長度，是所述第一業務隊列j包含的第k個業務報文的所述第三長度，是所述第二業務隊列h包含的第k個業務報文的所述第四長度，r_j-real是所述第一業務隊列j的所述第二實際服務速率，r_h-real是所述第二業務隊列h的所述第三實際服務速率，k是大于1的正整數，k′是大于0且小于k的正整數，i是大于0的正整數，j是大于0且小于M的正整數，h是大于0且小于S的正整數。

優選地，采用如下公式計算得到所述預約服務速率調整量：

其中，Δr_i是時間同步隊列i的所述預約服務速率調整量，r_i是所述時間同步隊列i的所述第一預約服務速率，r_max是所述最大服務速率，r_remain是所述剩余速率，r_i-real′是所述時間同步隊列i的所述目標實際服務速率，i是大于0的正整數。

本發明的技術方案具有以下優點：

本發明實施例提供的控制平面時間同步隊列的服務速率控制方法和裝置，通過構建一種獨立的時間同步隊列，并實時將獲取到的該時間同步隊列的第一實際服務速率與其第一預約服務速率進行比較，在第一實際服務速率與第一預約服務速率不相等時，根據需要實時調整第一預約服務速率的大小，使第一實際服務速率趨近于第一預約服務速率，從而控制該時間同步隊列的頭部同步報文進入交換節點的時間，以使同步報文在交換機中有確定的預設固定延時，進而實現防止延時抖動的效果，在不占用交換機的有效帶寬條件下，不僅達到了消耗同步報文的等待“時間”的目的，而且減少了隊列尾部丟棄同步包的可能性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例1的控制平面時間同步隊列的服務速率控制方法的一個流程圖；

圖2為本發明實施例1的時間同步隊列獲得實際服務速率的示意圖；

圖3為本發明實施例1的減少同步報文尾部丟棄的過程示意圖；

圖4為本發明實施例1的控制平面時間同步隊列的服務速率控制方法的另一個流程圖；

圖5為本發明實施例2的控制平面時間同步隊列的服務速率控制裝置的一個框圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

此外，下面所描述的本發明不同實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互結合。

實施例1

本實施例提供一種電網可靠性分析方法，適用于對電網系統可靠性進行分析，如圖1所示，該方法包括如下步驟：

S11：根據預設標識建立時間同步隊列；具體地，在交換機輸入端口構建以“目的地為區分(即預設標識)”的獨立的虛擬時間同步隊列(即時間同步隊列)，以區分與交換機其它類型的業務隊列，目的地區分防止了在同一交換機中的不同同步報文流之間的阻塞。

S12：獲取時間同步隊列當前的第一預約服務速率和第一實際服務速率；具體地，如圖2所示，當同步報文進入同步隊列時則構成虛擬時間同步隊列i∈[1,N](即時間同步隊列)，該時間同步隊列工作方法是：(a)進入虛擬同步隊列的同步報文使該時間同步隊列進入Backlog狀態(這里具體是指該時間同步隊列的頭部同步報文處于等待發送狀態，即時間同步隊列已獲得調度服務資源并且頭部同步報文存在需要被調度轉發的報文)，隊列控制器向隊列調度器發送處于backlog狀態的VTQ預約速率r_i(具體指時間同步隊列i的第一預約服務速率)，該第一預約服務速率等于該當前頭部同步報文長度除以該同步報文的等待時間；隊列調度器根據公平算法原則計算VTSQ實際速率r_i-real(具體指時間同步隊列i當前的第一實際服務速率)，具體地，可以采用如下公式計算r_i-real：

其中，r_remain是隊列調度器的剩余服務速率，r_max是隊列調度器的最大服務速率，然后隊列調度器向隊列控制器返回VTSQ實際速率。

S13：判斷第一實際服務速率是否大于第一預約服務速率，具體地，隊列控制器將步驟S12中隊列調度器返回的第一實際服務速率與第一預約服務速率進行大小比較，如果前者大于后者，則進入步驟S14，否則進入步驟S15。

S14：若第一實際服務速率大于第一預約服務速率，減小第一預約服務速率。如果第一實際服務速率大于第一預約服務速率，說明第一實際服務速率過大，比如第一預約服務速率為2M，而第一實際服務速率是3M，這種情況會造成調度資源的浪費，通過減小第一預約服務速率不僅可以使第一實際服務速率趨近于第一預約服務速率，進而使同步報文在交換機中有確定的預設固定延時以實現防止延時抖動的效果，而且可以合理利用調度資源，提高隊列調度效率。

作為一種優選方案，步驟S14可以具體包括：獲取時間同步隊列的頭部同步報文的預設固定延時；根據預設固定延時計算得到預約服務速率調整量；按照預約服務速率調整量減小第一預約服務速率。即根據頭部同步報文的預設固定延時來確定預約服務速率調整量，具體地，獲取隊列調度器的最大服務速率、剩余服務速率、預設固定延時、頭部同步報文之前的每個同步報文的第一長度、頭部同步報文之前的每個同步報文前插入的偽報文的第二長度、優先級高于時間同步隊列的第一業務隊列包含的每個業務報文的第三長度、第一業務隊列的第二實際服務速率、優先級低于時間同步隊列的第二業務隊列包含的每個業務報文的第四長度以及第二業務隊列的第三實際服務速率；首先，根據預設固定延時、第一長度、第二長度、第三長度、第四長度、第二實際服務速率以及第三實際服務速率計算得到時間同步隊列的目標實際服務速率，由于上述各個量之間存在如下關系：

因此可以采用如下公式計算目標實際服務速率：

其中，r_i-real′是時間同步隊列i的目標實際服務速率，是時間同步隊列i的頭部同步報文k的預設固定延時，是時間同步隊列i的第k′個同步報文的第一長度，是第k′個同步報文前插入的偽報文的第二長度，是第一業務隊列j包含的第k個業務報文的第三長度，是第二業務隊列h包含的第k個業務報文的第四長度，r_j-real是第一業務隊列j的第二實際服務速率，r_h-real是第二業務隊列h的第三實際服務速率，k是大于1的正整數，k′是大于0且小于k的正整數，i是大于0的正整數，j是大于0且小于M的正整數，h是大于0且小于S的正整數。然后，根據第一預約服務速率、最大服務速率、剩余服務速率和目標實際服務速率計算得到預約服務速率調整量，由于上述各個量之間存在如下關系：

因此，可以采用如下公式計算預約服務速率調整量：

其中，Δr_i是時間同步隊列i的預約服務速率調整量，r_i是時間同步隊列i的第一預約服務速率，r_max是最大服務速率，r_remain是剩余速率，r_i-real′是時間同步隊列i的目標實際服務速率，i是大于0的正整數，設r_i′是調整后的預約服務速率，可知r_i′＝r_i+Δr_i。

S15：還包括：若第一實際服務速率小于第一預約服務速率，增大第一預約服務速率。如果第一實際服務速率小于第一預約服務速率，說明第一實際服務速率不夠用，則通過增大第一預約服務速率可以使第一實際服務速率趨近于第一預約服務速率，在保證同步報文在交換機中有確定的預設固定延時以實現防止延時抖動的同時，避免了出現數據傳輸錯誤，保證隊列調動工作正常進行。

作為一種優選方案，步驟S15可以包括：獲取時間同步隊列的頭部同步報文的預設固定延時；根據預設固定延時計算得到預約服務速率調整量；按照預約服務速率調整量增大第一預約服務速率。即根據頭部同步報文的預設固定延時來確定預約服務速率調整量，具體地，可以采用與本實施例中步驟S14的優選方案同樣地方式計算該預約服務速率調整量，具體參見本實施例中對步驟S14的優選方案的相關詳細描述。

作為一種優選方案，本實施例中建立的時間同步隊列的工作原則是：以虛擬時間同步隊列i∈[1,N]為基準，將優先級高于它的高優先級隊列用隊列j∈[1,M]表示，優先級低于它的低優先級隊列用隊列h∈[1,S]表示，根據優先級進入隊列調度器，當交換機有同步報文和其它業務報文發送時，公平調度算法根據各個報文的虛擬時標值VC的大小確定發送先后次序，以報文發送完畢為公平原則；當交換機中僅有同步報文，則可以在該時間同步隊列中插入內容為空的偽報文，該偽報文的長度等于交換機帶寬乘以該偽報文的等待時間，還可以采用如下公式對該偽報文的長度進行修正，以更加準確地控制同步報文在時間同步隊列中的等待時間：

其中，是在時間同步隊列i的頭部同步報文k前插入的偽報文的長度，由于本方案調整的是預約服務速率，因此，能減少可能出現的尾部丟棄同步包問題，如圖3所示，case1中表示不調整預約服務速率時，在同步包(即時間同步隊列i的第k個同步報文)前插入PSP包(即偽報文)的情況，會存在同步包(即時間同步隊列i的第k′個同步報文，其預設固定延時為)被丟棄的情況，而如case2所示，為調整預約服務速率時的情況，使得本應被丟棄的同步包由于預約服務速率發生變化而滿足其預設固定延時的要求而不被丟棄，如圖4所示，具體實施流程如下：

S401：數據包到達，即數據包(報文)到達隊列控制器；

S402：獲取頭部信息進行分類，此對于同步報文的處頭部信息即為預設標識“目的地為區分”。

S403：更新虛擬時間標簽，即根據數據包的具體信息更新對應的時標。

S404：判斷是否為同步報文，即根據頭部信息對數據包中的報文進行判斷，如果是進入步驟S405，否則結束。

S405：如果是同步報文，則控制該同步報文進入虛擬時間同步隊列。

S406：計算預約服務速率調整量。

S407：判斷此時剩余服務速率r_remain是否等于0，如果是，進入步驟S411，否則，進入步驟S408。

S408：判斷時間同步隊列i的頭部同步報文k前插入的偽報文的長度是否大于或等于0，若是則進入步驟S409，否則進入步驟S412。

S409：在該同步報文前插入PSP包。

S410：PSP包離開。

S411：該同步報文離開。

S412：丟該棄同步報文。

本實施例提供的控制平面時間同步隊列的服務速率控制方法，通過構建一種獨立的時間同步隊列，并實時將獲取到的該時間同步隊列的第一實際服務速率與其第一預約服務速率進行比較，在第一實際服務速率與第一預約服務速率不相等時，根據需要實時調整第一預約服務速率的大小，使第一實際服務速率趨近于第一預約服務速率，從而控制該時間同步隊列的頭部同步報文進入交換節點的時間，以使同步報文在交換機中有確定的預設固定延時，進而實現防止延時抖動的效果，在不占用交換機的有效帶寬條件下，不僅達到了消耗同步報文的等待“時間”的目的，而且減少了隊列尾部丟棄同步包的可能性。

實施例2

本實施例供了一種控制平面時間同步隊列的服務速率控制裝置，如圖5所示，該裝置包括：建立模塊51、獲取模塊52、判斷模塊53、減小模塊54和增大模塊55，各模塊主要功能如下：

建立模塊51，用于根據預設標識建立時間同步隊列，具體參見實施例1中對步驟S11的詳細描述。

獲取模塊52，用于獲取時間同步隊列當前的第一預約服務速率和第一實際服務速率，具體參見實施例1中對步驟S12的詳細描述。

判斷模塊53，用于判斷第一實際服務速率是否大于第一預約服務速率，具體參見實施例1中對步驟S13的詳細描述。

減小模塊54，用于若第一實際服務速率大于第一預約服務速率，減小第一預約服務速率，具體參見實施例1中對步驟S14的詳細描述。

作為一種優選方案，還包括：增大模塊55，用于若第一實際服務速率小于第一預約服務速率，增大第一預約服務速率，具體參見實施例1中對步驟S15的詳細描述。

作為一種優選方案，減小模塊54包括：第一獲取單元541，用于獲取時間同步隊列的頭部同步報文的預設固定延時；第一計算單元542，用于根據預設固定延時計算得到預約服務速率調整量；減小單元543，用于按照預約服務速率調整量減小第一預約服務速率。具體參見實施例1中對步驟S14優選方案的相關詳細描述。

作為一種優選方案，增大模塊55包括：第二獲取單元551，用于獲取時間同步隊列的頭部同步報文的預設固定延時；第二計算單元552，用于根據預設固定延時計算得到預約服務速率調整量；增大單元553，用于按照預約服務速率調整量增大第一預約服務速率。具體參見實施例1中對步驟S15優選方案的相關詳細描述。

作為一種優選方案，根據預設固定延時計算得到預約服務速率調整量包括：獲取隊列調度器的最大服務速率、剩余服務速率、預設固定延時、頭部同步報文之前的每個同步報文的第一長度、頭部同步報文之前的每個同步報文前插入的偽報文的第二長度、優先級高于時間同步隊列的第一業務隊列包含的每個業務報文的第三長度、第一業務隊列的第二實際服務速率、優先級低于時間同步隊列的第二業務隊列包含的每個業務報文的第四長度以及第二業務隊列的第三實際服務速率；根據預設固定延時、第一長度、第二長度、第三長度、第四長度、第二實際服務速率以及第三實際服務速率計算得到時間同步隊列的目標實際服務速率；根據第一預約服務速率、最大服務速率、剩余服務速率和目標實際服務速率計算得到預約服務速率調整量。具體參見實施例1中的相關詳細描述。

作為一種優選方案，采用如下公式計算得到目標實際服務速率：

其中，r_i-real′是時間同步隊列i的目標實際服務速率，是時間同步隊列i的頭部同步報文k的預設固定延時，是時間同步隊列i的第k′個同步報文的第一長度，是第k′個同步報文前插入的偽報文的第二長度，是第一業務隊列j包含的第k個業務報文的第三長度，是第二業務隊列h包含的第k個業務報文的第四長度，r_j-real是第一業務隊列j的第二實際服務速率，r_h-real是第二業務隊列h的第三實際服務速率，k是大于1的正整數，k′是大于0且小于k的正整數，i是大于0的正整數，j是大于0且小于M的正整數，h是大于0且小于S的正整數。具體參見實施例1中的相關詳細描述。

作為一種優選方案，采用如下公式計算得到預約服務速率調整量：

其中，Δr_i是時間同步隊列i的預約服務速率調整量，r_i是時間同步隊列i的第一預約服務速率，r_max是最大服務速率，r_remain是剩余速率，r_i-real′是時間同步隊列i的目標實際服務速率，i是大于0的正整數。具體參見實施例1中的相關詳細描述。

本實施例提供的控制平面時間同步隊列的服務速率控制裝置，通過構建一種獨立的時間同步隊列，并實時將獲取到的該時間同步隊列的第一實際服務速率與其第一預約服務速率進行比較，在第一實際服務速率與第一預約服務速率不相等時，根據需要實時調整第一預約服務速率的大小，使第一實際服務速率趨近于第一預約服務速率，從而控制該時間同步隊列的頭部同步報文進入交換節點的時間，以使同步報文在交換機中有確定的預設固定延時，進而實現防止延時抖動的效果，在不占用交換機的有效帶寬條件下，不僅達到了消耗同步報文的等待“時間”的目的，而且減少了隊列尾部丟棄同步包的可能性。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明創造的保護范圍之中。