傳統(tǒng)制造商一直在努力使其企業(yè)更為高效與靈活，并快速轉(zhuǎn)至工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動化與控制系統(tǒng)的一體化網(wǎng)絡(luò)。從昂貴的現(xiàn)場總線技術(shù)轉(zhuǎn)向成熟的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)技術(shù)能夠讓企業(yè)有效控制成本。標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)已經(jīng)被證實(shí)具有易集成、支持技術(shù)廣泛、更安全可靠并能夠達(dá)到實(shí)時通信要求。工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)已成為工業(yè)控制領(lǐng)域未來發(fā)展的趨勢。當(dāng)前存在10種工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，但不存在這樣的標(biāo)準(zhǔn)：既能支持工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)時數(shù)據(jù)的實(shí)時傳輸，又能夠滿足從工控網(wǎng)絡(luò)到企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的無縫整合。本文提出了一種改進(jìn)的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議棧，能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的要求。協(xié)議棧利用全雙工交換式以太網(wǎng)交換機(jī)從而徹底杜絕CSMA/CD訪問控制方式產(chǎn)生沖突域的特性，通過資源預(yù)留的思想，解決交換節(jié)點(diǎn)上發(fā)生擁塞或帶寬不足造成的不確定性問題。協(xié)議棧的設(shè)計借鑒了綜合服務(wù)模型中提供保證服務(wù)質(zhì)量的方法，在傳輸層啟用RSVP協(xié)議，通過改進(jìn)的接納控制算法與優(yōu)化的隊列調(diào)度算法保證工控網(wǎng)絡(luò)實(shí)時數(shù)據(jù)流的實(shí)時通信要求。改進(jìn)的接納控制算法對非周期性實(shí)時數(shù)據(jù)流的接納方式進(jìn)行了優(yōu)化，能夠有效提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率。優(yōu)化的隊列調(diào)度算法對非周期性實(shí)時數(shù)據(jù)流提供了更細(xì)的調(diào)度控制，從而有效保證重要的數(shù)據(jù)得到實(shí)時轉(zhuǎn)發(fā)... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)
        1.2.2 現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的不足與改進(jìn)
    1.3 論文章節(jié)安排
第二章 工業(yè)以太網(wǎng)與服務(wù)質(zhì)量
    2.1 工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)介紹
        2.1.1 Ethernet/IP
        2.1.2 Profinet IO
        2.1.3 EPA
    2.2 交換式工業(yè)以太網(wǎng)
    2.3 服務(wù)質(zhì)量（QOS）介紹
    2.4 IEEE 802.1P
    2.5 IP QOS
        2.5.1 綜合服務(wù)模型（Integrated Service）
        2.5.2 區(qū)分服務(wù)模型（Differentiated Service）
        2.5.3 多協(xié)議標(biāo)簽交換（MPLS）
    2.6 QOS 的幾種解決方案優(yōu)缺點(diǎn)比較
    2.7 本章小結(jié)
第三章 綜合服務(wù)模型的研究
    3.1 概述
    3.2 隊列調(diào)度模塊
        3.2.1 先來先服務(wù)（First Come First Serve：FCFS）
        3.2.2 嚴(yán)格優(yōu)先權(quán)隊列（Strict Priority Queuing：SPQ）
        3.2.3 輪轉(zhuǎn)隊列（Round-Robin：RR）
        3.2.4 通用處理機(jī)共享（Generalized Processor Sharing：GPS）
        3.2.5 加權(quán)公平隊列（Weighted Fair Queue：WFQ）
        3.2.6 隊列調(diào)度模塊應(yīng)用于工業(yè)以太網(wǎng)分析
    3.3 接納控制模塊
        3.3.1 基于參數(shù)的接納控制（Parameter-based Admission Control）
        3.3.2 基于測量的接納控制（Measurement-based Admission Control）
        3.3.3 基于探測的接納控制（Probe-based Admission Control）
        3.3.4 接納控制算法的比較
        3.3.5 接納控制模塊應(yīng)用于工業(yè)以太網(wǎng)分析
    3.4 分類器
    3.5 資源預(yù)留協(xié)議（RSVP）
        3.5.1 RSVP 概述
        3.5.2 RSVP 消息類型
        3.5.3 Path 消息
        3.5.4 Resv 消息
        3.5.5 Tear 消息
        3.5.6 Error 消息
        3.5.7 確認(rèn)消息
        3.5.8 RSVP 工作流程
        3.5.9 RSVP 的資源預(yù)留類型
    3.6 本章小結(jié)
第四章 交換式工業(yè)以太網(wǎng) QOS 方案的仿真與驗(yàn)證
    4.1 網(wǎng)絡(luò)仿真簡介
    4.2 OPNET 介紹
    4.3 不同隊列調(diào)度算法的仿真與分析
        4.3.1 數(shù)據(jù)流的定義
        4.3.2 網(wǎng)絡(luò)模型設(shè)計
        4.3.3 仿真結(jié)果與分析
    4.4 資源預(yù)留方案的仿真與分析
        4.4.1 網(wǎng)絡(luò)模型的設(shè)計
        4.4.2 數(shù)據(jù)流定義
        4.4.3 仿真結(jié)果與分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 交換式工業(yè)以太網(wǎng)改進(jìn)方案
    5.1 改進(jìn)方案
    5.2 改進(jìn)的隊列調(diào)度算法
    5.3 分類器的實(shí)現(xiàn)
    5.4 改進(jìn)的接納控制算法
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 主要工作與創(chuàng)新點(diǎn)
    6.2 后續(xù)研究工作
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文
附件


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]實(shí)時業(yè)務(wù)和服務(wù)質(zhì)量在千兆以太網(wǎng)中的應(yīng)用[J]. 韓煜國.  北京電信科技. 2000(02)
[2]OPC技術(shù)在現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 苑明哲,王智,程尚軍,于海斌.  工業(yè)儀表與自動化裝置. 2000(03)

博士論文
[1]EPA實(shí)時可靠通信協(xié)同調(diào)度與優(yōu)化研究[D]. 章涵.浙江大學(xué) 2010



本文編號：3229032