·396 工程科学学报，第41卷，第3期 TT RC+BE TT流 A通道 A网 TT调度+ TT流 冗余备份 RCI+BEI A-D A-E B-E B-D B-C TT流 A-D Free B-E A-C B通道 B网 A-D Free B-E B-D B-C /RC1流，BE1流 TT调度+ 元余分散 RC2+BE2 RC流，BE流 A-D Free B-E RC2流，BE2流 A-C 图7节点混合流量调度示意图 图4无冲突复合表 Fig.7 Node mixed traffic scheduling Fig.4 No conflict compound table 定延迟数据相加，即可得到系统延迟 A-D A-E Free Free Free 实际网络仿真是在确定网络拓扑情况下，RC流 的发送目的端不再采取极端发送的方式，在此非极 A-D Free Free A-C 限情况下，根据实际源端以及节点处的RC流排队 数量情况计算延迟. A-D Fre Free Free Free 对于网络中由发送端发送的所有流都经一个交 换机到达同一目的端的极限情况，本文采用确定性 A-D Free Free A-C 延迟上界分析法，通过计算某条消息流在发送终端 图5发送端A调度表 及经过的每一个交换机上的最坏情况来进行递归延 Fig.5 Transmitter port A schedule table 迟估算闭，分别对非双冗余网络拓扑与自适应双冗 余网络的最大延迟界进行闭式推导. Free Free B-E B-D B-C 2.1单级自适应双冗余网络延迟界 假设单级非自适应双冗余网络有n个发送端， Free B-E Free 2n个交换机，n个接收端，一个发送端在2n个交换 机中任选其中一个进行连接.每个发送端发送m个 Free Free B-E B-D B-C RC信息流.接收端可接收多个交换机的转发信息. 由同一发送端发往任一交换机最多有m个RC流 Free B-E Free 在接收端，极限情况下，所有交换机转发的RC流目 图6发送端B调度表 的端相同，则该终端接收到的RC流数量为nm个. Fig.6 Transmitter port B schedule table 在发送过程中，受到最大带宽分配间隔的限 制89.在一个基本周期中，发送完所有需发送TT 输，在发送端对分类好的报文按照混合调度的原 流后，再多发送一个RC流即造成堵塞，在这种情况 则进行周期调度表设计，各节点通道按照各自的 下，一个基本周期内的延迟为 周期调度表进行发送.混合流量调度的节点示意 h=LTT +SRC-max /C (1) 图如图7所示 式中，lm为一个基本周期内配置的TT流发送长度， 2TTE网络极限情况延迟界理论分析 C为链路物理速率，SRcm表示每个RC流的最大帧 长度，大小取[64,1518]字节. 网络延迟性能分析是分析网络实时性的重要工 从而，在非自适应双冗余网络结构中，极限情况 具，包括极限的延迟界分析、排队论模型以及实际网 下源端的延迟上界为Pm： 络拓扑仿真等. 排队论模型是将排队服务理论应用在网络 数据处理的过程中.在时间触发以太网中，源端和 Dc,=H()= .-L RC+ 交换机节点处需要对数据进行排队服务处理，排队 的等待时间即是某一信息流在该节点处的排队延 迟，将节点处的排队延迟与传输延迟、技术延迟等固工程科学学报，第 41 卷，第 3 期 图 4 无冲突复合表 Fig． 4 No conflict compound table 图 5 发送端 A 调度表 Fig． 5 Transmitter port A schedule table 图 6 发送端 B 调度表 Fig． 6 Transmitter port B schedule table 输，在发送端对分类好的报文按照混合调度的原 则进行周期调度表设计，各节点通道按照各自的 周期调度表进行发送． 混合流量调度的节点示意 图如图 7 所示． 2 TTE 网络极限情况延迟界理论分析 网络延迟性能分析是分析网络实时性的重要工 具，包括极限的延迟界分析、排队论模型以及实际网 络拓扑仿真等． 排队论模型［16］是将排队服务理论应用在网络 数据处理的过程中． 在时间触发以太网中，源端和 交换机节点处需要对数据进行排队服务处理，排队 的等待时间即是某一信息流在该节点处的排队延 迟，将节点处的排队延迟与传输延迟、技术延迟等固 图 7 节点混合流量调度示意图 Fig． 7 Node mixed traffic scheduling 定延迟数据相加，即可得到系统延迟． 实际网络仿真是在确定网络拓扑情况下，ＲC 流 的发送目的端不再采取极端发送的方式，在此非极 限情况下，根据实际源端以及节点处的 ＲC 流排队 数量情况计算延迟． 对于网络中由发送端发送的所有流都经一个交 换机到达同一目的端的极限情况，本文采用确定性 延迟上界分析法，通过计算某条消息流在发送终端 及经过的每一个交换机上的最坏情况来进行递归延 迟估算［17］，分别对非双冗余网络拓扑与自适应双冗 余网络的最大延迟界进行闭式推导． 2. 1 单级自适应双冗余网络延迟界 假设单级非自适应双冗余网络有 n 个发送端， 2n 个交换机，n 个接收端，一个发送端在 2n 个交换 机中任选其中一个进行连接． 每个发送端发送 m 个 ＲC 信息流． 接收端可接收多个交换机的转发信息． 由同一发送端发往任一交换机最多有 m 个 ＲC 流． 在接收端，极限情况下，所有交换机转发的 ＲC 流目 的端相同，则该终端接收到的 ＲC 流数量为 nm 个． 在发送过程中，受到最大带宽分配间隔的限 制［18--19］． 在一个基本周期中，发送完所有需发送 TT 流后，再多发送一个 ＲC 流即造成堵塞，在这种情况 下，一个基本周期内的延迟为 l1 = lTT + SＲC·max /C ( 1) 式中，lTT为一个基本周期内配置的 TT 流发送长度， C 为链路物理速率，SＲCi ·max表示每个 ＲC 流的最大帧 长度，大小取［64，1518］字节． 从而，在非自适应双冗余网络结构中，极限情况 下源端的延迟上界为［20］: D0 ＲCi = H( α0 ＲC，β0 ＲC ) = ∑ m i = 1 SＲC·i max C( lBC － l1 ) lBC + l1 [ + ∑ m i = 1 SＲC·i max C － ∑ m i = 1 SＲCi ·max C( lBC － l1 ) ( lBC － l1 ] ) ( 2) · 693 ·