TSN scheduling algorithm for real-time applications in a heterogeneous network IEEE 802.1Qbv time-aware shaper scheduling algorithm for optimising the estimated end-to-end quality of service to guarantee real-time applications in a heterogeneous network

Il Time Sensitive Networking (TSN) assolve la necessità di applicazioni in tempo reale, concentrandosi sull'Industrial Internet of Things (IIoT), definendo una rete sincrona deterministica a bassa latenza. Il gruppo di lavoro IEEE 802.1Qbv definisce le linee guida per sviluppare un Time-Aware Shaper (TAS) per garantire Time Division Multiple Access (TDMA) per diverse richieste time-critical. Partendo dallo stato dell'arte, in cui la classe di traffico TSN è limitata a una rete locale omogenea, questo lavoro mira a sviluppare uno scheduler TAS per supportare reti eterogenee con interfacce dalle caratteristiche variabili, come la larghezza di banda e il ritardo di propagazione. Questa tesi tratta lo scheduling del data plane come un problema di ottimizzazione. Produce due modelli concettuali, rispettivamente un modello ILP e uno euristico, per massimizzare il numero di richieste accettate e il determinismo della rete e minimizzare la latenza. L'obiettivo è raggiunto stimando il jitter e la latenza di ciascuna trasmissione critica in termini di tempo. Per supportare la specifica di una rete eterogenea, questo lavoro implementa matrici di trasformazione per risolvere i problemi di divisione dello spazio e del tempo, e un modello di trasmissione inspirato ad una pipeline per mitigare l'effetto del ritardo di propagazione elevato di una rete di trasporto. I modelli concettuali sono validati con simulazione di uno scenario ipotetico in cui una richiesta attraversa sia interfacce WiFi che una rete di trasporto.