本申請要求以下申請的優(yōu)先權(quán)權(quán)益：

由William McCormick等人于2015年3月10日提交的題為“Optimization for Scheduling Low Traffic jitter on a Packet Network”的第62/130,901號美國臨時專利申請；

由Peter Ashwood-Smith等人于2014年10月31日提交的題為“Systems and Methods for CPRI Communication Over a Packet Switched Network”的第62/073,132號美國臨時專利申請；以及

由William McCormick等人于2015年10月16日提交的題為“Low Jitter Traffic Scheduling on a Packet Network”的第14/885,362m號美國專利申請，上述申請中的每一個的內(nèi)容以引用的方式并入本文中，如同全文復制一樣。

背景技術(shù)：

通用公共無線電接口(Common Public Radio Interface，CPRI)是通常部署在基站內(nèi)部的接口。CPRI使得無線電設備和無線電設備控制之間能夠進行通信。在一些應用中，期望在延遲敏感網(wǎng)絡上設置CPRI，使得無線電設備可以保持在遠程站點處而無線電設備控制位于數(shù)據(jù)中心。每個CPRI流是具有恒定的源和目的地的恒定比特率流。CPRI流可以在添加或移除基站時被添加或移除。因此，它們是相對靜態(tài)的，通常不會在當前的第三代和第四代無線網(wǎng)絡中頻繁改變。

CPRI具有幾納秒的嚴格抖動要求。在現(xiàn)有應用中，通過在接收器處對業(yè)務進行緩沖來處理抖動。當使用接收器緩沖時，緩沖器的大小需要被設計成保證抖動要求，其中抖動要求可以取決于前傳網(wǎng)絡的特性。接收器緩沖將延遲引入到CPRI流中。這種延遲被考慮在CPRI延遲預算中，這可能會減少前傳網(wǎng)絡中容許的傳播延遲。通過用掉CPRI延遲預算的一部分來考慮接收器緩沖，無線電設備控制器的覆蓋區(qū)域可能存在抵消減小。其他方法是基于將用光網(wǎng)絡用于前傳網(wǎng)絡。然而，在某些情況下，創(chuàng)建光網(wǎng)絡可能并不實際。另一種方法是基于使用以太網(wǎng)網(wǎng)絡來承載CPRI業(yè)務。然而，在使用以太網(wǎng)網(wǎng)絡設備創(chuàng)建專用點對點連接之外，以太網(wǎng)網(wǎng)絡通常不能保證CPRI部署的低抖動要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在一個實施方式中，本公開內(nèi)容包括一種數(shù)據(jù)業(yè)務調(diào)度方法，該數(shù)據(jù)業(yè)務調(diào)度方法包括：使用網(wǎng)絡控制器選擇經(jīng)過網(wǎng)絡節(jié)點的多個流；使用網(wǎng)絡控制器基于所述多個流的流速和網(wǎng)絡節(jié)點的鏈路容量來生成增廣圖；響應于向所述多個流添加新的流的請求，使用網(wǎng)絡控制器更新增廣圖；使用網(wǎng)絡控制器基于更新后的增廣圖來確定使所述多個流的延遲或延遲變化最小化的針對新的流的流調(diào)度；以及使用網(wǎng)絡控制器輸出針對所述新的流的流調(diào)度。

在另一實施方式中，本公開內(nèi)容包括一種裝置，該裝置包括被配置成獲得網(wǎng)絡拓撲的接收器和在操作上耦接至接收器的處理器，所述處理器被配置成：根據(jù)網(wǎng)絡拓撲選擇經(jīng)過網(wǎng)絡節(jié)點的流；基于流的流速和網(wǎng)絡節(jié)點的鏈路容量生成增廣圖；使用增廣圖計算用于流的流調(diào)度以最小化流的延遲或延遲變化；以及輸出流調(diào)度。

在又一實施方式中，本公開內(nèi)容包括一種數(shù)據(jù)業(yè)務調(diào)度方法，該數(shù)據(jù)業(yè)務調(diào)度方法包括：使用網(wǎng)絡控制器獲得網(wǎng)絡的網(wǎng)絡拓撲；使用網(wǎng)絡控制器基于網(wǎng)絡拓撲來生成增廣圖；使用網(wǎng)絡控制器將增廣圖轉(zhuǎn)換成混合整數(shù)線性規(guī)劃；使用網(wǎng)絡控制器用混合整數(shù)線性規(guī)劃來調(diào)度網(wǎng)絡中的流以最小化流的延遲或延遲變化；以及使用網(wǎng)絡控制器輸出流調(diào)度。

根據(jù)下面結(jié)合附圖和權(quán)利要求書進行的詳細描述，將會更清楚地理解這些和其他特征。

附圖說明

為了更透徹地理解本公開內(nèi)容，現(xiàn)在參考下文結(jié)合附圖和具體實施方式進行的簡要描述，其中，相同的附圖標記表示相同的部分。

圖1是實施方式的網(wǎng)絡通信系統(tǒng)的圖示。

圖2是實施方式的網(wǎng)絡控制器的圖示。

圖3是實施方式的網(wǎng)絡元件的圖示。

圖4是靈活時隙調(diào)度的時序圖。

圖5是網(wǎng)絡節(jié)點配置的模型。

圖6是實施方式的增廣圖的被配置成具有節(jié)點內(nèi)網(wǎng)狀互連的部分的圖示。

圖7是實施方式的增廣圖的被配置成具有節(jié)點內(nèi)鏈的部分的圖示。

圖8是實施方式的可以被實現(xiàn)為增廣圖的網(wǎng)絡的圖示。

圖9是實施方式的增廣圖的圖示。

圖10是實施方式的用于增廣圖的調(diào)度方法的流程圖。

圖11是實施方式的可用于增廣圖中的流調(diào)度的數(shù)據(jù)模型的圖示。

圖12是實施方式的線性規(guī)劃結(jié)構(gòu)的圖示。

圖13是實施方式的用于增廣圖的數(shù)據(jù)業(yè)務調(diào)度方法的流程圖。

具體實施方式

首先應該理解，盡管下文提供了一個或更多個實施方式的說明性實現(xiàn)，但所公開的系統(tǒng)和/或方法可以使用任何數(shù)量的技術(shù)來實現(xiàn)，而無論該技術(shù)是否是當前已知或現(xiàn)有的。本公開內(nèi)容決不應限于包括本文所說明并描述的示例性設計和實現(xiàn)的下文所說明的說明性實現(xiàn)、附圖和技術(shù)，而是可以在所附權(quán)利要求書的范圍以及其等同物的全部范圍內(nèi)進行修改。

本文所公開的是用于時間敏感網(wǎng)絡如電氣和電子工程師協(xié)會(Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE)802.1Qbv時間敏感網(wǎng)絡上的業(yè)務工程的各種實施方式。業(yè)務工程可以包括生成網(wǎng)絡的增廣圖(augmented graph)并且使用所生成的增廣圖來調(diào)度數(shù)據(jù)業(yè)務?？梢詫W(wǎng)絡進行建模以構(gòu)造用于全局調(diào)度的增廣圖。增廣圖被配置成對與傳輸周期相關(guān)聯(lián)的多個時隙進行建模以及獲取網(wǎng)絡拓撲、網(wǎng)絡資源可用性、鏈路傳輸延遲和節(jié)點切換延遲。增廣圖還被配置成使得能夠在考慮帶寬和延遲的情況下路由對網(wǎng)絡的接入。

題為“Bridges and Bridged Networks-Amendment:Enhancements for Scheduled Traffic”的IEEE 802.1Qbv規(guī)定了以太網(wǎng)交換機中的時間感知隊列排出過程，其可以用于嚴格控制網(wǎng)絡中的延遲和抖動。在最初于2012年6月公布的題為“Bridges and Bridged Networks-Amendment：Enhancements for Scheduled Traffic”的IEEE標準草案中描述了關(guān)于IEEE 802.11Qbv網(wǎng)絡的附加細節(jié)，該IEEE標準草案以引用的方式并入本文中，如同全文復制一樣。該標準在交換機中使用門(例如，非常短的隊列)的概念。交換機可以被編程有指定在特定時間將打開哪些門的調(diào)度。當門打開時，排隊等該門的業(yè)務被許可進入交換機并且被轉(zhuǎn)發(fā)至其目的地。與低速鏈路相比，高速鏈路被劃分成更多的時隙，這與鏈路速度之比成比例。因此，在每秒10吉比特(Gbps)的鏈路可以具有4個時隙的情況下，針對相應的時間段，100Gbps鏈路將具有40個時隙并且400Gbps鏈路將具有160個時隙。

對于調(diào)度CPRI流的一般要求是使流上的延遲和抖動最小化。在常規(guī)以太網(wǎng)網(wǎng)絡中，未經(jīng)調(diào)度的流偶爾會在匯聚節(jié)點處發(fā)生沖突并引入抖動。數(shù)據(jù)業(yè)務調(diào)度優(yōu)化程序的潛在目的則是使網(wǎng)絡中的任何流的最大延遲最小化。然而，網(wǎng)絡中的所有CPRI流可能不能被一次添加，而是會被遞增地添加。一旦已經(jīng)建立了流，則可能不能接受對流進行重定位，因為這將導致延遲或中斷。在一次一個地將流置于網(wǎng)絡中的情況下(或者將流引入到具有現(xiàn)有業(yè)務的網(wǎng)絡的情況下)，可以使用遞增數(shù)據(jù)業(yè)務調(diào)度算法。一次一個地建立流意味著優(yōu)化目的將是使被給定至現(xiàn)有流調(diào)度的當前流的延遲最小化。

可能還期望類似于時分復用(time-division multiplexing，TDM)網(wǎng)絡將網(wǎng)絡劃分成時隙。與TDM系統(tǒng)不同，提供了時隙大小配置的靈活性并且可以選擇適合該問題的時隙大小。CPRI流速通常被限制為每秒614.4兆比特(Mbps)、1228.8Mbps和2457.6Mbps中之一。便利地，這些速率是最慢速率的整數(shù)倍。這樣，以太網(wǎng)鏈路可以被劃分成可以適應不同傳輸速率的時隙。使用固定分組大小給出了為整數(shù)倍的分組傳輸速率。

圖1是實施方式的網(wǎng)絡通信系統(tǒng)100的圖示。網(wǎng)絡通信系統(tǒng)100包括被互連以形成分組交換網(wǎng)絡160的網(wǎng)絡控制器110、主定時產(chǎn)生器120、數(shù)據(jù)源130、交換機140和數(shù)據(jù)宿150。網(wǎng)絡通信系統(tǒng)100可以如圖所示地進行配置或者如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀本公開內(nèi)容后將會理解的任何其他合適配置進行配置。在一個實施方式中，網(wǎng)絡控制器110是軟件定義網(wǎng)絡(software-defined network，SDN)控制器，其可以包括但不限于OpenDaylight SDN控制器和開放網(wǎng)絡操作系統(tǒng)(Open Network Operating System，ONOS)SDN控制器。在另一個實施方式中，網(wǎng)絡控制器110可以是非SDN網(wǎng)絡控制器。網(wǎng)絡控制器110被配置成針對分組交換網(wǎng)絡160執(zhí)行控制面功能和業(yè)務工程功能。例如，網(wǎng)絡控制器110可以被配置成確定在分組交換網(wǎng)絡160中傳輸?shù)姆纸M的最優(yōu)路徑以及調(diào)度網(wǎng)絡通信系統(tǒng)100的網(wǎng)絡節(jié)點(例如，數(shù)據(jù)源130和交換機140)處的分組的離開時間以使得用于在分組交換網(wǎng)絡160上傳輸分組的延遲和抖動最小化。網(wǎng)絡控制器110還可以被配置成執(zhí)行其他控制面功能，包括但不限于對分組交換網(wǎng)絡160的網(wǎng)絡配置和網(wǎng)絡監(jiān)控。網(wǎng)絡控制器110被配置成與網(wǎng)絡通信系統(tǒng)100中的網(wǎng)絡節(jié)點(例如，數(shù)據(jù)源130、交換機140和數(shù)據(jù)宿150)進行通信。例如，網(wǎng)絡控制器110可以被配置成使用OpenFlow協(xié)議來與網(wǎng)絡通信系統(tǒng)100中的網(wǎng)絡節(jié)點進行通信。替選地，網(wǎng)絡控制器110可以被配置成使用如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀本公開內(nèi)容后將會理解的任何其他合適的通信協(xié)議來與網(wǎng)絡通信系統(tǒng)100中的網(wǎng)絡節(jié)點進行通信。主定時產(chǎn)生器120是主時鐘或總控時鐘。在IEEE 1588標準中描述了主定時產(chǎn)生器120的附加細節(jié)，該標準以引用的方式并入本文中，如同全文復制一樣。盡管被圖示為僅連接至數(shù)據(jù)宿150、交換機140和數(shù)據(jù)源130中的一些，但是應當理解，網(wǎng)絡控制器110和主定時產(chǎn)生器120可以具有到網(wǎng)絡100中的所有節(jié)點的在邏輯上的直接連接。

在圖1所示的實施方式中，數(shù)據(jù)源130是無線電設備控制器，數(shù)據(jù)宿150是無線電設備。數(shù)據(jù)源130被配置成采用CPRI在分組交換網(wǎng)絡160上與數(shù)據(jù)宿150中的至少一個進行通信。數(shù)據(jù)源130和數(shù)據(jù)宿150被配置成一起工作以提供服務于無線接入網(wǎng)絡的一部分的無線電基站。交換機140被配置成連接分組交換網(wǎng)絡160內(nèi)的網(wǎng)絡段以及在數(shù)據(jù)源130與數(shù)據(jù)宿150之間對分組進行路由。

圖2是實施方式的網(wǎng)絡控制器200的圖示。網(wǎng)絡控制器200被用在網(wǎng)絡通信系統(tǒng)如圖1中的網(wǎng)絡通信系統(tǒng)100中。網(wǎng)絡控制器200被配置成針對網(wǎng)絡通信系統(tǒng)內(nèi)的分組交換網(wǎng)絡執(zhí)行控制面功能和業(yè)務工程功能。網(wǎng)絡控制器200可以被配置成使得其可以用作圖1中的網(wǎng)絡控制器110。

網(wǎng)絡控制器200包括網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫202和調(diào)度器204。盡管在圖2中未示出，但網(wǎng)絡控制器200包括：存儲網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫202的存儲器；用于與分組交換網(wǎng)絡中的節(jié)點(如分組交換網(wǎng)絡160中的交換機140)互連的網(wǎng)絡接口；以及至少一個處理器，該至少一個處理器與存儲器和網(wǎng)絡接口進行通信，用于處理指令以生成路徑和調(diào)度以及將路徑和調(diào)度提供至所互連的網(wǎng)絡節(jié)點。網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫202填充有與網(wǎng)絡的拓撲和操作特性有關(guān)的數(shù)據(jù)。例如，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫202可以被配置成存儲：標識網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡節(jié)點(例如，圖1中的數(shù)據(jù)源130、交換機140和數(shù)據(jù)宿150)的記錄；用于互連網(wǎng)絡節(jié)點的鏈路的標識符；指示每個鏈路的操作特性(例如，鏈路上的數(shù)據(jù)速率以及渡越時間或傳輸延遲)的記錄；指示每個網(wǎng)絡節(jié)點的操作特性(例如，每個數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)速率、通過每個交換機的入站端口到出站端口的傳輸延遲以及每個交換機的吞吐量)的記錄。

存儲在網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫202中的至少一些數(shù)據(jù)可以在網(wǎng)絡控制器200的初始化之前獲得。網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫202可以隨著網(wǎng)絡的拓撲和操作特性的改變例如隨著網(wǎng)絡節(jié)點和鏈路的添加、移除、升級或故障而被更新。可以從網(wǎng)絡節(jié)點或從連接至網(wǎng)絡的專用監(jiān)視器接收關(guān)于網(wǎng)絡狀況改變的更新。網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫202可以實時地或近似實時地被更新。

在部署后，調(diào)度器204與網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫202進行數(shù)據(jù)通信，并且被配置成生成在網(wǎng)絡中傳輸?shù)姆纸M的路徑以及調(diào)度在數(shù)據(jù)源處和在路徑中的每個交換機處的分組的離開時間。離開調(diào)度表還可以標識要在每個數(shù)據(jù)源或交換機處使用的特定隊列或端口。網(wǎng)絡控制器200被配置成通過處理來自網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫202的記錄來生成路徑和調(diào)度，其中可以考慮網(wǎng)絡的拓撲和操作特性，如每個網(wǎng)絡節(jié)點處和通過每個鏈路的傳輸延遲。通過考慮網(wǎng)絡特性，可以將路徑和調(diào)度進行優(yōu)化以使通過網(wǎng)絡傳輸?shù)拿總€分組的端到端的延遲和抖動最小化。例如，來自數(shù)據(jù)源或交換機的出站隊列的分組傳輸可以被調(diào)度成在特定時隙中離開。時隙可以被選擇成使得：當分組經(jīng)過鏈路到達其目的地網(wǎng)絡節(jié)點時，該分組可以由目的地網(wǎng)絡節(jié)點立即在調(diào)度給該分組的時隙中轉(zhuǎn)發(fā)。由此可以避免或使與等待可用時隙來轉(zhuǎn)發(fā)分組相關(guān)聯(lián)的延遲最小化。到達目的地網(wǎng)絡節(jié)點的其他分組被調(diào)度成使得它們在前面的時隙或后面的時隙到達目的地網(wǎng)絡節(jié)點。這樣，其他分組可以在不用等待可用時隙的情況下被轉(zhuǎn)發(fā)。以此方式，可以避免或使由于目的地節(jié)點處的多個到達分組爭用傳輸資源而產(chǎn)生的延遲和抖動最小化。通過在數(shù)據(jù)源與數(shù)據(jù)宿之間的路徑中的每個相繼網(wǎng)絡節(jié)點處調(diào)度時隙，分組可以在所調(diào)度的時隙中經(jīng)過整個路徑，使得可以避免或使端到端的延遲和抖動最小化。以此方式，CPRI業(yè)務的分組可以以符合CPRI要求的延遲和抖動通過網(wǎng)絡進行傳輸。網(wǎng)絡控制器200可以包括解算器或者可以被配置成與解算器交換數(shù)據(jù)。解算器的示例包括但不限于IBM ILOG CPLEX優(yōu)化器。

網(wǎng)絡控制器200被配置成將所生成的路徑和調(diào)度的至少一部分傳輸至數(shù)據(jù)源和交換機中的每一個以用于實現(xiàn)。例如，網(wǎng)絡控制器200可以被配置成生成或輸出可以被編程到網(wǎng)絡內(nèi)的網(wǎng)絡節(jié)點上的調(diào)度(例如，調(diào)度文件)。數(shù)據(jù)源和交換機中的每一個可以被同步至公共時鐘(例如，圖1中的主定時產(chǎn)生器120)，這使得傳輸調(diào)度能夠精確和準確地實現(xiàn)。網(wǎng)絡控制器200可以響應于改變的網(wǎng)絡拓撲或改變的操作特性來生成路徑、更新先前確定的路徑或更新調(diào)度。例如，當鏈路或網(wǎng)絡節(jié)點被添加/移除時或者當數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)速率改變時，網(wǎng)絡控制器200可以生成或更新路徑或調(diào)度。實際上，網(wǎng)絡控制器200被配置為生成調(diào)度和路由規(guī)則，使得CPRI流中的分組沿著受控的路徑被發(fā)送并且滿足其調(diào)度。網(wǎng)絡控制器200還可以周期性地生成或更新路徑或調(diào)度。調(diào)度器204可以生成以下調(diào)度，該調(diào)度允許裕度或溢出以提供針對調(diào)度的任何偏差的容差，所述偏差例如為由數(shù)據(jù)源或交換機處的時鐘誤差而引起的偏差。在一個實施方式中，網(wǎng)絡控制器200可以根據(jù)題為“Bridges and Bridged Networks-Amendment：Enhancements for Scheduled Traffic”的IEEE 802.1Qbv的IEEE標準草案來生成和傳輸路由和調(diào)度數(shù)據(jù)。替選地，網(wǎng)絡控制器200可以根據(jù)如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀本公開內(nèi)容后將會理解的任何其他合適的協(xié)議來生成和傳輸路由和調(diào)度數(shù)據(jù)。

圖3是實施方式的網(wǎng)絡元件300的框圖。網(wǎng)絡元件300可以適于實現(xiàn)所公開的實施方式。網(wǎng)絡元件300可以是通過網(wǎng)絡、系統(tǒng)和/或域來傳輸或協(xié)助傳輸數(shù)據(jù)的任何裝置(例如，MODEM、交換機、路由器、網(wǎng)橋、服務器、客戶端、控制器等)。另外，網(wǎng)絡元件300可以是本身不傳輸數(shù)據(jù)而是用作控制器的控制器。例如，網(wǎng)絡元件300可以用于實現(xiàn)圖1中的網(wǎng)絡控制器110和圖2中的網(wǎng)絡控制器200。網(wǎng)絡元件300包括端口310、收發(fā)器單元(Tx/Rx)320、處理器330和包括調(diào)度模塊350的存儲器340。端口310耦接至Tx/Rx 320，Tx/Rx 320可以是發(fā)送器、接收器或其組合。Tx/Rx 320可以經(jīng)由端口310發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。處理器330被配置成處理數(shù)據(jù)。存儲器340被配置成存儲用于實現(xiàn)本文所描述的實施方式的數(shù)據(jù)和指令。網(wǎng)絡元件300還可以包括耦接至端口310和Tx/Rx 320的電光(electrical-to-optical，EO)部件和光電(optical-to-electrical，OE)部件，以用于接收和發(fā)送電信號和光信號。

處理器330可以通過硬件和軟件來實現(xiàn)。處理器330可以被實現(xiàn)為一個或更多個中央處理單元(central processing unit，CPU)芯片、邏輯單元、核(例如，作為多核處理器)、現(xiàn)場可編程門陣列(field-programmable gate array，F(xiàn)PGA)、專用集成電路(application specific integrated circuit，ASIC)和數(shù)字信號處理器(digital signal processor，DSP)。處理器330與端口310、Tx/Rx 320和存儲器340進行通信。

存儲器340包括磁盤、磁帶驅(qū)動器或固態(tài)驅(qū)動器中的一個或更多個并且可以用作流上(over-flow)數(shù)據(jù)存儲裝置，以在程序被選擇用于執(zhí)行時存儲這樣的程序以及存儲在程序執(zhí)行期間被讀取的指令和數(shù)據(jù)。存儲器340可以是易失性的和非易失性的，并且可以是只讀存儲器(read-only memory，ROM)、隨機存取存儲器(random-access memory，RAM)、三元內(nèi)容可尋址存儲器(ternary content-addressable memory，TCAM)和靜態(tài)隨機存取存儲器(static random-access memory，SRAM)。調(diào)度模塊350通過處理器330實現(xiàn)以執(zhí)行用于生成網(wǎng)絡的增廣圖并且使用該增廣圖來調(diào)度網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)業(yè)務的指令。包括有調(diào)度模塊350提供了對網(wǎng)絡元件300的功能的改進。調(diào)度模塊350還進行網(wǎng)絡元件300到不同狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。替選地，調(diào)度模塊350被實現(xiàn)為在處理器330中存儲的指令。

圖4是靈活時隙調(diào)度的時序圖400。每當分組準備好發(fā)送時，時隙應當是可用的，以消除或減少分組傳輸期間的抖動。圖4示出了高CPRI分組速率402、中等CPRI分組速率404和低CPRI分組速率406。時隙408對應于最高傳輸速率，例如，時隙408可以具有2457.6Mbps的傳輸速率。幀410、412和414對應于最低傳輸速率。幀410包括高CPRI分組速率402的一個時隙408。幀412包括中等CPRI分組速率404的兩個時隙408。幀414包括低CPRI分組速率406的四個時隙408。例如，幀414可以對應于614.4Mbps的傳輸速率。幀410、412和414中的時隙408的數(shù)量對應于最高數(shù)據(jù)速率與最低數(shù)據(jù)速率之比。可以根據(jù)以下因素得出時隙大小，所述因素包括但不限于流的比特率和網(wǎng)絡中最慢鏈路的比特率。確定時隙大小可以包括：確定可用分組大??；挑選分組速率，該分組速率針對網(wǎng)絡中最慢鏈路上的每個流類型給出每秒便利數(shù)目的分組；基于分組開銷、搶占預算和時鐘漂移預算，計算實際時隙大??；以及驗證時隙大小足夠大以足以承載期望分組大小。高CPRI分組速率402、中等CPRI分組速率404和低CPRI分組速率406可以被配置成具有如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在閱讀本公開內(nèi)容后將會理解的任何合適的幀大小。應當指出的是，如果網(wǎng)絡足夠快，則最高CPRI分組速率可能不會映射成每幀單個時隙。

作為示例，如果存在每秒2個、5個和7個分組的三種分組速率，則用于支持所有三種分組速率的幀將需要2×5×7＝70個時隙，以便構(gòu)建用于不同的分組速率的無抖動調(diào)度。每幀時隙408的數(shù)量可以是不同分組速率的最小公倍數(shù)。在任意門假設的情況下，每幀大數(shù)量的時隙408可能不能很好地工作。例如，IEEE 802.1Qbv針對每個時隙408可能需要單獨的隊列，而每端口僅可用小數(shù)量的隊列。在以太網(wǎng)幀中承載CPRI業(yè)務對時隙大小設定了界限，例如，時隙大小可以在50字節(jié)到1250字節(jié)之間。對于500字節(jié)即4000比特的分組大小，2457.6Mbps的比特率將需要每秒2457.6×10⁶/4000＝614400個分組，這對應于1627.6納秒(nsec)的分組到達間隔時間。假設網(wǎng)絡上的最慢鏈路速率是10Gbps，則1627.6納秒的分組到達間隔時間使得能夠支持最高達10×10⁹×1627.6＝16276比特(2034字節(jié))的分組長度。時隙時間為1627.6納秒，但在該時隙中傳輸500字節(jié)的數(shù)據(jù)。也可以提供時隙大小中的一些附加裕度。如果網(wǎng)絡正在承載后臺優(yōu)先級業(yè)務，則可能需要啟用IEEE802.1Qbv幀搶占，并且時隙可能需要包括足夠的時間以允許交換機搶占低優(yōu)先級幀。每個分組可以具有用于以太網(wǎng)以及用于需要被考慮的任何其他網(wǎng)絡協(xié)議(例如，因特網(wǎng)協(xié)議(IP))分組報頭的開銷。還會存在一些開銷以允許網(wǎng)絡節(jié)點之間的例如納秒量級的時鐘漂移，其在10Gbps下轉(zhuǎn)化成幾十比特，而在100Gbps下轉(zhuǎn)化成幾百比特。

在由Peter Ashwood-Smith等人于2015年8月12日提交的第14/824,608號美國申請中描述了用于靈活時隙調(diào)度的附加信息，該美國申請以引用的方式并入本文中，如同全文復制一樣。

圖5是網(wǎng)絡節(jié)點配置500的模型。網(wǎng)絡節(jié)點配置500可以用于表示網(wǎng)絡通信系統(tǒng)如圖1中的網(wǎng)絡通信系統(tǒng)100中的網(wǎng)絡節(jié)點。網(wǎng)絡節(jié)點配置500可以被建模為增廣圖的結(jié)合了時隙概念和時隙之間轉(zhuǎn)換延遲概念的部分。網(wǎng)絡節(jié)點配置500包括具有傳入鏈路504和傳出鏈路506的網(wǎng)絡節(jié)點502。傳入鏈路504被配置成用于10Gbps，傳出鏈路506被配置成用于40Gbps。網(wǎng)絡節(jié)點配置500可以如所示地進行配置或者以任何其他合適的配置進行配置。例如，傳入鏈路504和/或傳出鏈路506可以具有任何其他合適的分組速率。

圖6是實施方式的增廣圖的被配置成具有節(jié)點內(nèi)網(wǎng)狀互連的部分600的圖示。部分600被類似于圖5中的網(wǎng)絡節(jié)點配置500進行配置并且被配置成實現(xiàn)與圖4中描述的靈活時隙調(diào)度類似的靈活時隙調(diào)度。部分600包括10Gbps的傳入鏈路602和40Gbps的傳出鏈路608。替選地，傳入鏈路602和/或傳出鏈路608可以具有任何其他合適的分組速率。基于用于計算靈活時隙的大小的計算，可以確定10Gbps的鏈路可以使用4個入向時隙604來承載幀650，并且40Gbps的鏈路可以使用16個出向時隙606來承載幀652。入向時隙604和出向時隙606還可以被稱為增廣圖的頂點。較高速傳出鏈路608上的提高的業(yè)務速率使得部分600能夠在相同的幀時間內(nèi)承載更多的出向時隙606。

使用部分600，可以使用最小延遲路徑算法通過具有受控延遲特性的網(wǎng)絡來構(gòu)建路徑。對于僅需要一個時隙的流，可以使用算法如Dijkstra算法來計算最小延遲路徑。關(guān)于Dijkstra算法的附加細節(jié)在1959年6月11日出版的E.W.Dijkstra的“A Note on Two Problems in Connexion with Graphs”中以及2008年出版的S.Skiena的“The Algorithm Design Manual”中有所描述，這兩個文獻以引用的方式合并在本文中，如同全文復制一樣。替選地，可以使用其他算法如Bellman-Ford算法、A*搜索算法、Floyd-Warshall算法、Johnson算法或如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在閱讀本公開內(nèi)容后將會理解的任何其他合適的算法來計算最小延遲路徑。用于計算最小延遲路徑的算法的附加細節(jié)在1968年出版的P.E.Hart等人的“A Formal Basis for the Hueristic Determination of Minimum Cost Paths”中、1962年出版的Robert W.Floyd的“Algorithm 97：Shortest Path”中以及1977年出版的Donald B.Johnson的“Efficient algorithms for shortest paths in sparse networks”中有所描述，這些文獻全部以引用的方式并入本文中，如同全文復制一樣。由于傳輸時間在網(wǎng)絡中的每一步中被分配給每個流，所以最小延遲路徑內(nèi)在地是零抖動。需要多個時隙的流可能需要更復雜的路徑計算和通過網(wǎng)絡的多個路徑。流可以是指業(yè)務流、單個分組、分組流或網(wǎng)絡流，即從源到目的地的分組序列。路徑是指流用來經(jīng)過網(wǎng)絡或經(jīng)過網(wǎng)絡的至少一部分的路線。流可以具有通過網(wǎng)絡的多個路徑。期望的是使跨每個路徑的延遲相同。

在所有端口上的所有時隙之間使用邏輯鏈路610的全網(wǎng)狀互連，將入向時隙604耦接至出向時隙606。邏輯鏈路610還可以被稱為用于增廣圖的弧。每個入向時隙604連接至部分600上的每個出向時隙606。每個邏輯鏈路610可以被分配延遲(例如，傳播延遲)，該延遲包含改變時隙時固有的延遲。延遲還可以包含部分600中的切換延遲。每個端口上的每個入向時隙604和出向時隙606變?yōu)椴糠?00中的邏輯節(jié)點612或者與部分600中的邏輯節(jié)點612相關(guān)聯(lián)。例如，如果部分600具有8個鏈路并且每個鏈路具有16個時隙，則需要構(gòu)建總共8×16＝128個邏輯節(jié)點和(8×16)個時隙×每時隙(7×16)連接＝14,336個邏輯鏈路。

圖7是實施方式的增廣圖的被配置成具有節(jié)點內(nèi)鏈的部分700的圖示。部分700被類似于圖5中的網(wǎng)絡節(jié)點配置500進行配置并且被配置成實現(xiàn)與圖4中描述的靈活時隙調(diào)度類似的靈活時隙調(diào)度。部分700包括10Gbps傳入鏈路702和40Gbps傳出鏈路706。

在一個實施方式中，可以通過對增廣圖的被配置成具有節(jié)點內(nèi)網(wǎng)狀互連的部分如圖6中的部分600應用最短路徑算法來生成部分700。當將部分700的切換延遲視為常數(shù)時，全網(wǎng)狀的邏輯鏈路(例如，來自圖6的邏輯鏈路610)可以被替換為邏輯節(jié)點704A、704B、704C、704D、704E、704F、704G、704H、704I、704J、704K、704L、704M、704N、704P和704Q的鏈，它們可以被統(tǒng)稱為邏輯節(jié)點704A-704Q。邏輯節(jié)點704A-704Q也可以被稱為增廣圖的頂點。鏈中的邏輯節(jié)點704A-704Q由邏輯鏈路708連接，使得每個邏輯鏈路708具有表示節(jié)點中時隙到時隙改變時的傳播延遲的延遲。邏輯鏈路708也可以被稱為用于增廣圖的弧。鏈中的最后邏輯鏈路708連接回鏈的頂部以允許在持續(xù)時間上超過完整幀的延遲或允許來自前一傳輸周期的延遲。例如，鏈中的最后邏輯鏈路708從邏輯節(jié)點704Q連接至邏輯節(jié)點704A。部分700的切換延遲可以被合并到傳入鏈路延遲中或合并到傳出鏈路延遲中，只要對于增廣圖而言它是一致地進行的即可。

鏈中的邏輯節(jié)點704A-704Q的數(shù)量可以由部分700的傳入鏈路702和傳出鏈路706中的時隙的數(shù)量的最小公倍數(shù)來界定。在該示例中，4個時隙在邏輯節(jié)點704B、704F、704J和704N處的傳入鏈路702上，而16個時隙在邏輯節(jié)點704A-704Q處的傳出鏈路706上。4和16的最小公倍數(shù)是16，因此存在16個邏輯節(jié)點704A-704Q以表示增廣圖中的部分700。傳入鏈路702跳過邏輯節(jié)點704A、704C至704E、704G至704I、704K、704M、704P和704Q以考慮與40Gbps鏈路相比在10Gbps鏈路上的每時隙較長的限期?？赡苡欣氖蔷哂姓麛?shù)倍的鏈路速率。

時隙與流的傳輸周期相關(guān)聯(lián)。時隙大小可以被選擇成具有整數(shù)時隙大小以在可能的情況下避免有理數(shù)時隙大小。以太網(wǎng)速率通常具有較小的最小公倍數(shù)，例如1Gbps、10Gbps、40Gbps、100Gbps和400Gbps。在許多情況下，可以進一步減少邏輯節(jié)點704A-704Q的數(shù)量。例如，對于具有16個時隙的40Gbps傳入鏈路702和具有40個時隙的100Gbps傳出鏈路706，最小公倍數(shù)是80。然而，這些邏輯節(jié)點中的許多可能不會被使用并且可能被移除，例如留下44個邏輯節(jié)點。

這種方法顯著地提高了可伸縮性。內(nèi)部邏輯節(jié)點704A-704Q的數(shù)量可以不是傳入鏈路702和傳出鏈路706上的時隙總數(shù)。然而，內(nèi)部邏輯節(jié)點704A-704Q的數(shù)量仍然是上限。相反，邏輯節(jié)點704A-704Q的數(shù)量可以接近于最快鏈路上的時隙的數(shù)量。邏輯鏈路708的數(shù)量不再是時隙總數(shù)的多項式，而是可以與邏輯節(jié)點704A-704Q的數(shù)量相同。

圖8是實施方式的可以被建模為增廣圖的網(wǎng)絡800的節(jié)點圖。網(wǎng)絡800包括第一網(wǎng)絡節(jié)點802、第二網(wǎng)絡節(jié)點804和第三網(wǎng)絡節(jié)點806。作為示例，第一網(wǎng)絡節(jié)點802、第二網(wǎng)絡節(jié)點804和第三網(wǎng)絡節(jié)點806可以分別對應于數(shù)據(jù)源130、交換機140和數(shù)據(jù)宿150。第二網(wǎng)絡節(jié)點804使用傳入鏈路808耦接至第一網(wǎng)絡節(jié)點802，傳入鏈路808被配置成用于具有1000納秒延遲的10Gbps。第二網(wǎng)絡節(jié)點804使用傳出鏈路810耦接至第三網(wǎng)絡節(jié)點806，傳出鏈路810被配置成用于具有100納秒延遲的10Gbps。網(wǎng)絡800可以如所示地進行配置或以任何其他合適的配置進行配置。例如，傳入鏈路808和/或傳出鏈路810可以具有任何其他合適的分組速率。

圖9是實施方式的增廣圖900的圖示。增廣圖900類似于圖8中的網(wǎng)絡800進行配置并且被配置成實現(xiàn)與圖4中描述的靈活時隙調(diào)度類似的靈活時隙調(diào)度。增廣圖900包括第一網(wǎng)絡節(jié)點902、第二網(wǎng)絡節(jié)點904和第三網(wǎng)絡節(jié)點906。第一網(wǎng)絡節(jié)點902、第二網(wǎng)絡節(jié)點904和第三網(wǎng)絡節(jié)點906可以分別類似于圖8中的第一網(wǎng)絡節(jié)點802、第二網(wǎng)絡節(jié)點804和第三網(wǎng)絡節(jié)點806進行配置。第二網(wǎng)絡節(jié)點904使用傳入鏈路908耦接至第一網(wǎng)絡節(jié)點902，傳入鏈路908被配置成用于具有4個時隙912A、912B、912C和912D的10Gbps。第二網(wǎng)絡節(jié)點904使用傳出鏈路910耦接至第三網(wǎng)絡節(jié)點906，傳出鏈路910被配置成用于具有16個時隙914的40Gbps。第一網(wǎng)絡節(jié)點902、第二網(wǎng)絡節(jié)點904和第三網(wǎng)絡節(jié)點906之間的鏈路(即，傳入鏈路908和傳出鏈路910)也可以被稱為節(jié)點間鏈路或水平鏈路。

第一網(wǎng)絡節(jié)點902被配置成具有類似于圖7中的部分700的節(jié)點內(nèi)鏈。第一網(wǎng)絡節(jié)點902僅具有連接至其的10Gbps傳入鏈路908，因此第一網(wǎng)絡節(jié)點902具有4個邏輯節(jié)點916A、916B、916C和916D。被稱為出向節(jié)點的新邏輯節(jié)點附接至每個網(wǎng)絡節(jié)點。例如，第一出向節(jié)點918耦接至第一網(wǎng)絡節(jié)點902，第二出向節(jié)點920耦接至第二網(wǎng)絡節(jié)點904，并且第三出向節(jié)點922耦接至第三網(wǎng)絡節(jié)點906。出向節(jié)點是在物理節(jié)點處終止的流的出向點。出向節(jié)點可能不是在數(shù)學上需要的，然而，它們可以簡化用于構(gòu)建優(yōu)化程序的編程邏輯。第二網(wǎng)絡節(jié)點904被配置成具有類似于圖7中的部分700的節(jié)點內(nèi)鏈。第二網(wǎng)絡節(jié)點904具有連接至其的10Gbps傳入鏈路908和40Gbps傳出鏈路910，因此第二網(wǎng)絡節(jié)點904具有總共16個邏輯節(jié)點924A、942B、924C、924D、924E、924F、924G、924H、924I、924J、924K、924L、924M、924N、924P和924Q，它們可以統(tǒng)稱為924A-924Q。增廣圖900中的延遲由邏輯節(jié)點之間的間隔來表示。例如，邏輯節(jié)點924A-924Q中的每一個之間的間隔可以是大約200納秒。傳入鏈路908中的時隙912A耦接至第二網(wǎng)絡節(jié)點904中的邏輯節(jié)點924F以表示傳入鏈路908的1000納秒鏈路延遲。第三網(wǎng)絡節(jié)點906沒有出向鏈路，因此第三網(wǎng)絡節(jié)點906不具有時隙轉(zhuǎn)換延遲并且僅包括一個邏輯節(jié)點926。

圖10是實施方式的用于使用增廣圖的網(wǎng)絡的調(diào)度方法1000的流程圖。方法1000被實現(xiàn)成生成網(wǎng)絡的增廣圖以及使用該增廣圖來調(diào)度網(wǎng)絡中的流。方法1000可以通過網(wǎng)絡控制器或網(wǎng)絡元件例如圖1中的網(wǎng)絡控制器110、圖2中的網(wǎng)絡控制器200或圖3中的網(wǎng)絡元件300來實現(xiàn)。當使用與圖9中的增廣網(wǎng)絡900類似的增廣網(wǎng)絡來調(diào)度數(shù)據(jù)業(yè)務時，可以采用方法1000。

在步驟1002，網(wǎng)絡控制器選擇經(jīng)過網(wǎng)絡節(jié)點的流，其中所述網(wǎng)絡節(jié)點是將針對其來計算調(diào)度的網(wǎng)絡節(jié)點。例如，網(wǎng)絡可以是與圖1中的分組交換網(wǎng)絡160類似的分組交換網(wǎng)絡。在步驟1004，網(wǎng)絡控制器基于流的流速和網(wǎng)絡節(jié)點的鏈路容量來生成增廣圖?？梢耘c圖9中的增廣圖900、圖6中的部分600或圖7中的部分700類似地生成增廣圖。網(wǎng)絡控制器確定流所需的時隙數(shù)量。在一個實施方式中，網(wǎng)絡控制器可以針對每個所需的時隙構(gòu)建通過網(wǎng)絡的一個路徑。在步驟1006處，網(wǎng)絡控制器使用增廣圖和最小延遲路徑算法來計算用于流的流調(diào)度，以最小化流的延遲或延遲變化。例如，計算用于流的流調(diào)度可以包括采用類似于在2004年出版的Michal Pioro等人的“Routing，F(xiàn)low，and Capacity Design in Communications and Computer Networks”以及2008年出版的Robert Vanderbei的“Linear Programming foundations and Extensions”中描述的優(yōu)化程序的路徑計算，這兩個文獻均以引用的方式并入本文中，如同全文復制一樣。作為示例，增廣圖中的網(wǎng)絡節(jié)點可以表示為N_i。增廣圖中的網(wǎng)絡節(jié)點之間的鏈路可以表示為L_ij，其中第一下標i標識轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡節(jié)點，第二下標j標識接收網(wǎng)絡節(jié)點。每個鏈路具有被表示為d_ij的一些延遲。通過網(wǎng)絡的每個路徑可以由F_k標識。優(yōu)化變量則是標識路徑是否使用鏈路的指示變量。指示變量可以表示為f_kij，其中第一下標k表示路徑，第二下標i和第三下標j標識鏈路。

使用上述變量，可以針對優(yōu)化過程定義約束，如流守恒約束和鏈路容量約束。流守恒約束可以包括但不限于流在每個網(wǎng)絡節(jié)點守恒的約束。例如，對于所有j，約束是：

當j是流k的出向節(jié)點時 (1)

當j是流k的入向節(jié)點時 (2)

其他 (3)

鏈路容量約束可以包括但不限于外部鏈路上的每個時隙僅由一個路徑使用的約束。例如，對于所有外部鏈路L_ij，約束是：

0≤∑_kf_kij≤1。 (4)

因為不能接受拆分路徑，所以指示變量為0或1，

f_kij∈{0，1}。 (5)

流的所有路徑可以具有相同的延遲。新的變量t用于跟蹤流延遲。問題中用于所有路徑的這些約束則是：

另外，網(wǎng)絡控制器可能希望通過使t最小化來使流的延遲最小化。優(yōu)化變量的數(shù)量是要計算的路徑的數(shù)量與邏輯節(jié)點和邏輯鏈路的總數(shù)的乘積。正在計算的路徑的數(shù)量可以是可伸縮性的一個因素。替選地，如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀本公開內(nèi)容后將會理解的，可以使用任何其他合適的業(yè)務工程算法來選擇網(wǎng)絡中要調(diào)度的流。

網(wǎng)絡控制器可以可選地移除節(jié)點間鏈路中的流所使用的時隙。這些時隙不再可用于調(diào)度。在步驟1008處，網(wǎng)絡控制器確定增廣圖中是否存在更多的流要調(diào)度。當增廣圖中存在更多的流要調(diào)度時，網(wǎng)絡控制器返回至步驟1002。如果多個流準備好被同時調(diào)度，則一個好的啟發(fā)是首先調(diào)度最高速率流。另外，當增廣圖中不存在更多流要調(diào)度時，網(wǎng)絡控制器進行至步驟1010。

在步驟1010處，網(wǎng)絡控制器輸出流調(diào)度。流調(diào)度的示例包括但不限于調(diào)度文件、調(diào)度匯總和調(diào)度程序指令。例如，網(wǎng)絡控制器可以生成并輸出可以被編程到網(wǎng)絡中的一個或更多個網(wǎng)絡節(jié)點中的調(diào)度程序指令。另外地或替選地，網(wǎng)絡控制器可以將流調(diào)度作為調(diào)度文件存儲到存儲器中。

圖11是實施方式的可用于增廣圖中的流調(diào)度的數(shù)據(jù)模型1100的圖示。在一個實施方式中，當網(wǎng)絡控制器將網(wǎng)絡拓撲加載到解算器中時，可以構(gòu)建數(shù)據(jù)模型1100。在已經(jīng)構(gòu)建了數(shù)據(jù)模型1100中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之后，解算器將數(shù)據(jù)模型1100數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成用于網(wǎng)絡的混合整數(shù)線性規(guī)劃(mixed-integer linear program，MILP)。

網(wǎng)絡包括使用鏈路1104耦接至第二網(wǎng)絡節(jié)點1106A的第一網(wǎng)絡節(jié)點1102A。第一網(wǎng)絡節(jié)點1102A和第二網(wǎng)絡節(jié)點1106A分別被建模為增廣圖的第一部分1102B和第二部分1106B。第一部分1102B和第二部分1106B被配置成具有類似于圖7中的部分700的節(jié)點內(nèi)鏈。第一部分1102B包括使用邏輯鏈路1122彼此連接的邏輯節(jié)點1120的鏈。第二部分1106B包括使用邏輯鏈路1126彼此連接的邏輯節(jié)點1124的鏈。鏈路1104被配置成具有與邏輯鏈路1128A、1128B、1128C和1128D對應的4個時隙。

通過將映射表關(guān)聯(lián)至網(wǎng)絡中的鏈路對象(例如，鏈路1104)和網(wǎng)絡節(jié)點對象(例如，第一網(wǎng)絡節(jié)點1102A和第二網(wǎng)絡節(jié)點1106A)來對增廣圖進行建模。例如，第一網(wǎng)絡節(jié)點1102A與第一網(wǎng)絡節(jié)點映射(NodeMap)表1108相關(guān)聯(lián)，第二網(wǎng)絡節(jié)點1106A與第二節(jié)點映射表1116相關(guān)聯(lián)，并且鏈路1104與出向時隙映射表1110、時隙延遲映射表1112和入向時隙映射表1114相關(guān)聯(lián)。節(jié)點映射表包括網(wǎng)絡節(jié)點的信息，包括但不限于用于網(wǎng)絡節(jié)點的邏輯節(jié)點的數(shù)量、邏輯節(jié)點標識符、時隙標識符以及與移動至下一個邏輯節(jié)點或時隙相關(guān)聯(lián)的延遲。例如，第一節(jié)點映射表1108和第二節(jié)點映射表1116均包括四個條目。每個條目標識邏輯節(jié)點或時隙以及與移動至下一邏輯節(jié)點或時隙相關(guān)聯(lián)的延遲。出向時隙映射表1110、時隙延遲映射表1112和入向時隙映射表1114包括鏈路1104的信息并且用于實現(xiàn)第一部分1102B與第二部分1106B之間的邏輯鏈路1128A-1128D。出向時隙映射表1110標識第一部分1102B中的連接至第一部分1102B與第二部分1106B之間的邏輯鏈路1128A-1128D的時隙和邏輯節(jié)點1120。時隙延遲映射表1112標識與從第一部分1102B中的時隙或邏輯節(jié)點1120經(jīng)由邏輯鏈路1128A-1128D移動至第二部分1106B中的時隙或邏輯節(jié)點1124相關(guān)聯(lián)的延遲。在一個實施方式中，當時隙之間的延遲總是相同時，時隙延遲映射表1112可以是可選的。入向時隙映射表1114標識第一部分1102B中的時隙或邏輯節(jié)點1120與第二部分1106B中的時隙或邏輯節(jié)點1124之間的映射。

圖12是實施方式的線性規(guī)劃結(jié)構(gòu)1200的框圖。線性規(guī)劃結(jié)構(gòu)1200可以由采用用于求解混合整數(shù)線性規(guī)劃的優(yōu)化程序的網(wǎng)絡控制器來使用。網(wǎng)絡控制器可以被類似地配置成圖1中的網(wǎng)絡控制器110和圖2中的網(wǎng)絡控制器200。例如，一旦已經(jīng)構(gòu)建了增廣圖，則優(yōu)化程序可以通過使用線性規(guī)劃結(jié)構(gòu)1200將增廣圖轉(zhuǎn)換成混合整數(shù)線性規(guī)劃。

線性規(guī)劃結(jié)構(gòu)1200可以被組織為表。表的列是優(yōu)化變量，表的行是約束。優(yōu)化變量可以通過路徑被組織成塊1202。對于每個路徑，變量可以首先按(例如，物理網(wǎng)絡節(jié)點之間的)外部鏈路排序，然后按內(nèi)部鏈路排序。以針對每個路徑一個新的塊的方式重復塊1202。在一個實施方式中，線性規(guī)劃結(jié)構(gòu)1200包括流守恒約束1204、鏈路/時隙使用約束1206和延遲約束1208。例如，這些約束可以被組織成使得在流守恒約束1204之后是鏈路/時隙使用約束1206和延遲約束1208。可以建立流守恒約束1204以確保通過網(wǎng)絡節(jié)點或增廣網(wǎng)絡的流是守恒的。流守恒約束1204的示例是圖10的步驟1002中的式(1)、(2)和(3)?？梢越㈡溌?時隙使用約束1206以確保外部鏈路中的時隙只能使用一次。鏈路時隙使用約束1206的示例是圖10的步驟1002中的式(4)。延遲約束1208的示例是圖10的步驟1002中的式(6)。當流使用多個路徑時，延遲約束1208可以包括具有相同延遲的多個條目。使用線性規(guī)劃結(jié)構(gòu)1200，優(yōu)化程序可以遞增地計算流或一次計算若干流。

圖13是實施方式的用于增廣圖的數(shù)據(jù)業(yè)務調(diào)度方法1300的流程圖。方法1300被實現(xiàn)成通過網(wǎng)絡控制器或網(wǎng)絡元件例如圖1中的網(wǎng)絡控制器110、圖2中的網(wǎng)絡控制器200或圖3中的網(wǎng)絡元件300來調(diào)度增廣圖中的流。當使用與圖9中的增廣圖900類似的增廣圖來調(diào)度數(shù)據(jù)業(yè)務時，可以采用方法1300。

在步驟1302處，網(wǎng)絡控制器獲得網(wǎng)絡的網(wǎng)絡拓撲。例如，網(wǎng)絡控制器可以使用鏈路層發(fā)現(xiàn)協(xié)議、鏈路狀態(tài)協(xié)議(例如，開放式最短路徑優(yōu)先(open shortest path first，OSPF)協(xié)議或中間系統(tǒng)到中間系統(tǒng)(intermediate system to intermediate system，IS-IS)協(xié)議)、規(guī)劃工具或者本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在閱讀本公開內(nèi)容后將理解的任何其他協(xié)議或工具來獲得網(wǎng)絡拓撲。在步驟1304處，網(wǎng)絡控制器基于網(wǎng)絡拓撲來生成增廣圖。可以與圖9中的增廣圖900、圖6中的部分600或圖7中的部分700類似地生成增廣圖。在步驟1306處，網(wǎng)絡控制器將增廣圖轉(zhuǎn)換成混合整數(shù)線性規(guī)劃。例如，網(wǎng)絡控制器可以獲得約束(例如，圖12中的流守恒約束1204、鏈路/時隙使用約束1206和/或延遲約束1208)，將該約束應用于網(wǎng)絡拓撲和流請求，并且將網(wǎng)絡拓撲加載到解算器中以創(chuàng)建混合整數(shù)線性規(guī)劃。網(wǎng)絡控制器可以通過使用分別類似于圖11中的數(shù)據(jù)模型1100和圖12中的線性規(guī)劃結(jié)構(gòu)1200的數(shù)據(jù)模型和線性規(guī)劃結(jié)構(gòu)來將增廣圖轉(zhuǎn)換成混合整數(shù)線性規(guī)劃。在步驟1308處，網(wǎng)絡控制器使用混合整數(shù)線性規(guī)劃來調(diào)度網(wǎng)絡中的流，以使流的延遲或延遲變化最小化?？梢砸灶愃朴趫D10中的方法1000的方式來調(diào)度網(wǎng)絡中的流。例如，網(wǎng)絡控制器可以從解算器中獲得包括優(yōu)化變量的解，以確定流調(diào)度。

在步驟1310處，網(wǎng)絡控制器輸出流調(diào)度。流調(diào)度的示例包括但不限于調(diào)度文件、調(diào)度匯總和調(diào)度程序指令。例如，網(wǎng)絡控制器可以生成并輸出可以被編程到網(wǎng)絡中的一個或更多個網(wǎng)絡節(jié)點中的調(diào)度程序指令。附加地或替選地，網(wǎng)絡控制器可以將流調(diào)度作為調(diào)度文件存儲在存儲器中。

盡管本公開內(nèi)容已經(jīng)提供了若干實施方式，但應當理解，在不脫離本公開內(nèi)容的精神或范圍的情況下，所公開的系統(tǒng)和方法可以以許多其他具體形式來實施。本示例要被視為說明性而非限制性的，并且意在不限制于本文所給出的細節(jié)。例如，各種元件或部件可以被組合或合并在另一系統(tǒng)中，或者某些特征可以省略或不實施。

另外，在不脫離本公開內(nèi)容的范圍的情況下，各種實施方式中被描述和說明為分立或單獨的技術(shù)、系統(tǒng)、子系統(tǒng)和方法可以與其他系統(tǒng)、模塊、技術(shù)或方法進行組合或合并。被示出為或論述為彼此耦接或直接耦接或通信的其他項可以通過某種接口、設備或中間部件間接地耦接或通信，無論是采用電方式、機械方式或其他方式。在不脫離本文所公開的精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以確定并進行關(guān)于變化、替代和改變的其他示例。