27-EFT.WP.Packets.Light v1.0 | 第14章 运行时与流式（缓存/回退/面板）

目录 ／ 文档-技术白皮书 ／ 27-EFT.WP.Packets.Light v1.0

第14章 运行时与流式（缓存/回退/面板）

一句话目标：在 G=(V,E) 执行图中，以窗口/缓存/回退/面板为核心构建光包链路的流式运行口径，保证两口径（配置口径 vs 测量口径）与量纲合规，清单化发布运行态证据。

I. 范围与对象

1. 输入
   • 成帧与时基：frame_spec={T_epoch,T_f,T_slot,T_sym,T_guard}（第3章），单调结算时标 tau_mono 与发布时刻 ts。
   • 运行配置：窗口宽度/步进 W/H，允许迟到 lateness，水位线策略 watermark，缓存策略 cache.policy（ttl/size/key），限流/背压策略。
   • 上游清单：物理/补偿/计量/一致化产物 manifest.packet.{phys,comp,meas,tarr,swrt,…}。
2. 输出
   • 在线产物：窗口化指标与到达时 T_arr*、计量 OSNR/EVM/BER、交换/排队 lat_*，以及两口径在线差 delta_form_rt；
   • 运行面板与告警：panel.*（SLI/SLO 曲线、分位/热力），回退轨迹；
   • 运行清单：manifest.packet.rt.*（本章定义）。
3. 边界
   传播物理与补偿参见第2/第6章；交换/排队参见第9/第10章；本章聚焦执行图/缓存/回退/面板。

II. 名词与变量

• 窗口与迟到：win_k=[t_k,t_k+W)，步进 H，重叠率 O=1-H/W，允许迟到 lateness；水位线函数 wm(t)。
• 缓存：键 K_cache = hash(frame.hash, path.hash, label, RefCond, algo.hash, win_id)；命中率 hit；陈旧率 stale_ratio。
• 限流与背压：到达率 λ_in、服务率 μ、队列深度 q、丢弃率 drop_rate；令牌桶 (r,B)。
• 两口径（运行态）：配置口径（模型/清单推导的期望值，如 lat_total^{config}, T_arr^{config}）与测量口径（窗口内时间戳/计量实测），差 delta_form_rt。
• 面板与资源：latency_p{q}, cpu_pct, mem_pct, gpu_util, err_rate, coverage。
• 量纲：unit(W,H,lateness,latency)="[T]"，unit(hit,stale_ratio,drop_rate,coverage)=1。

III. 公设 P614-*

• P614-1（两口径并行）：每个窗口 win_k 必须计算并发布 metric^{config} 与 metric^{meas}，记录 delta_form_rt = | metric^{config} - metric^{meas} |。
• P614-2（时间语义与封窗）：封窗条件 wm(t_proc) ≥ t_k+W - lateness；迟到数据采用补丁重算或影子流水线，策略须落盘。
• P614-3（缓存可追溯）：缓存键包含算法与 RefCond；任何 hash 变化触发失效与重算。
• P614-4（量纲合规）：发布前执行 check_dim( y - f(x) )；对数量↔线性换算记录在 manifest.packet.rt.*。
• P614-5（Fail-Closed 回退）：当 SLO/契约或两口径断言失败时，应降级/旁路/回滚到最近签名版本并记录策略卡。
• P614-6（隐私与最小可见）：运行清单不含原始敏感数据，仅存哈希/指针/统计与签名。

IV. 最小方程 S614-*

1. 窗口融合与发布
   • 加权融合（示例：到达时一致化在线评估）：
     T_arr*,win = w_cnt t̂_cnt + w_cont t̂_cont + w_phys T_form2，w_* ∝ 1/u_*^2（权重来自最近窗口不确定度）。
   • 发布值与分位：z_{p95} = quantile( {z_i | i∈win_k}, 0.95 )。
2. 在线两口径误差
   delta_form_rt(metric) = | metric^{config}(win_k) - metric^{meas}(win_k) |，如 metric ∈ {T_arr, OSNR, EVM, lat_total, P_block, P_cont}。
3. 缓存与陈旧
   • Che 近似命中率：求 T_c 满足 ∑_u (1 - e^{-λ_u T_c}) = cache.size，则 hit_u ≈ 1 - e^{-λ_u T_c}，hit = (∑ λ_u hit_u)/(∑ λ_u)。
   • 陈旧率：stale_ratio = | items_expired_but_used | / | items_used |；须 ≤ tol_stale。
4. 限流/背压
   • 令牌桶：生成率 r、桶深 B；允许突发 ≤ B，平均 ≤ r；选择 r = ρ·μ (ρ<1)。
   • 稳定性条件：E[λ_in] < E[μ]；队列演化 q_{k+1} = max(0, q_k + a_k - s_k)。
5. SLO 分解
   • 端到端时延预算：lat_total = lat_prop + lat_ser + lat_sw + lat_q + lat_proc（与第10章一致）；
   • 目标：p95(lat_total) ≤ SLO.latency_p95，drop_rate ≤ SLO.drop_max。
6. 回退序列（表达式）
   mode := scale_down → damping → lower_order → bypass → rollback_version，每步伴随 actions[] 与结果度量落盘。

V. 计量流程 M60-14（就绪→执行→核查→回退→落盘）

1. 就绪：固化 frame_spec、RefCond、W/H/lateness/watermark、cache.policy、SLO/契约阈值；加载上游清单与算法签名。
2. 执行：按 H 推进窗口；先查缓存 K_cache，未命中则计算；记录 latency, cpu/mem/gpu, hit, stale_ratio, watermark_lag。
3. 核查：
   • 两口径误差 delta_form_rt；
   • SLO/契约：latency_p95/drop_rate/hit/stale_ratio 与 ρ/队列深度；
   • 量纲与掩膜/带宽一致性（与第4/第11章口径一致）。
4. 回退：若任一关键断言失败，按 S614-6 执行策略卡；落盘动作、影响面与恢复情况。
5. 落盘：manifest.packet.rt.* = {frame.hash, path.hash, algo.hash, RefCond, W,H,lateness,watermark, cache:{ttl,size,policy,hit,stale_ratio}, metrics:{delta_form_rt, latency_p{50,95,99}, drop_rate, ρ, watermark_lag}, resources:{cpu_pct,mem_pct,gpu_util}, actions[], contracts.*, signature}。

VI. 契约与断言 C60-14x（建议阈值）

• C60-1401（两口径差）：delta_form_rt_p95 ≤ tol_rt（按业务配置）。
• C60-1402（延迟/抖动）：latency_p95 ≤ SLO.latency_p95，jitter_p95 ≤ 0.2·W。
• C60-1403（缓存有效）：hit ≥ hit_min（典型 ≥0.8），stale_ratio ≤ tol_stale。
• C60-1404（背压稳定）：E[λ_in] < E[μ] 且 drop_rate ≤ drop_max；
• C60-1405（面板新鲜度）：panel.update_interval ≤ Δt_panel_max，覆盖 ≥ cov_min。
• C60-1406（量纲合规）：时间/速率/概率等字段 check_dim 通过；dB↔线性换算记录。

VII. 实现绑定 I60-14*（接口原型、输入输出、不变量）

• I60-141 plan_stream_windows(W, H, lateness, watermark) -> schedule
• I60-142 query_or_compute(cache, K_cache, fn) -> {value, hit, stale}
• I60-143 enforce_rate(token_bucket:{r,B}, now) -> {permit, state}
• I60-144 measure_runtime(stream) -> {latency, drop_rate, ρ, cpu_pct, mem_pct, gpu_util, watermark_lag}
• I60-145 compare_dual_runtime(cfg_metrics, meas_metrics) -> delta_form_rt
• I60-146 apply_fallback(mode, ctx) -> actions[]
• I60-147 snapshot_panel(metrics, resources, u/U) -> {panel.uri, snapshot.hash}
• I60-148 emit_runtime_manifest(results, policy) -> manifest.packet.rt
  不变量：two_forms_present=true；schedule 单调；缓存键带算法/口径与 RefCond；任何回退均可回放与审计。

VIII. 交叉引用

• 成帧与守恒：第3章；
• 物理/补偿/计量：第2/第6/第11章；
• 到达时一致化：第8章；
• 交换/排队：第9/第10章（lat_*、资源与守恒）；
• 安全与完整性：第13章（告警联动与处置）。

IX. 质量与风控

• SLI/SLO：delta_form_rt_p95, latency_p95, drop_rate, hit, stale_ratio, ρ_p95, watermark_lag_p95, panel_freshness。
• 回退梯度：scale_down → damping → lower_order → bypass → rollback_version，与安全/完整性策略协同（第13章）。
• 审计：运行窗口签名与缓存键、SLO 违约与两口径差分布、回退动作与影响范围、manifest.packet.rt.* 签名链与回放一致性。

小结

• 本章构建光包的流式运行基线：窗口化、缓存复用、限流/背压、回退与面板；
• 以 P614/S614/M60-14/C60-14x/I60-14* 与 manifest.packet.rt.* 清单，确保运行态可追溯、可审计、可回退，并与前述各章的物理/补偿/计量/路由/排队口径一致联动。