一种时间敏感网络端系统帧发送时间的控制方法技术方案

本申请公开了一种时间敏感网络端系统帧发送时间的控制方法，通过API应用程序发送时间敏感报文至端系统；TSN网络设备根据配置信息在特定时刻向特定的端系统发送时间通告控制帧；端系统通过接收时间通告控制帧来感知TSN网络时间，控制时间敏感报文注入TSN网络的时间；通过TSN网络设备发送时间通告控制帧机制与端系统协同工作，共同实现端系统与TSN网络的时间对齐，无需通过修改现有操作系统时间实现时间敏感网络报文按照指定的TSN网络时间注入TSN网络，减轻了开发难度、缩短了开发周期。期。期。

【技术实现步骤摘要】
一种时间敏感网络端系统帧发送时间的控制方法


[0001]本申请涉及网络通信
，特别是涉及一种时间敏感网络端系统帧发送时间的控制方法。

技术介绍

[0002]TSN是以以太网为基础的新一代网络标准，具有时间同步、延时保证等确保实时性的功能，而TSN网络的延时确定性的特性必须依赖以下三个条件：（1）制定正确的规划调度方案；（2）控制时间敏感网络报文注入TSN网络的时间；（3）精准控制流量的过滤和发送时刻。控制时间敏感网络报文注入TSN网络的时间的核心思想是需要让端系统获取TSN网络时间，根据TSN网络时间控制时间敏感网络报文注入至TSN网络；由于端系统无法获取TSN网络时间，也就无法保证时间敏感报文按照指定的TSN网络时间注入到TSN网络。
[0003]现有技术中通过修改端系统上的现有操作系统时间的方法，使端系统上的操作系统时间和TSN网络时间同步，实现时间敏感网络报文按照指定的TSN网络时间注入TSN网络；但是该现有技术存在有些端系统不支持用户修改操作系统时间的问题；还存在需要根据端系统上不同处理器进行一一适配开发，导致开发难度大以及开发周期长、短期内难以部署的问题。
[0004]因此，提供一种可以不修改端系统上的现有操作系统时间以及减轻开发难度、缩短开发周期的时间敏感网络端系统帧发送时间的控制方法及系统是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种时间敏感网络端系统帧发送时间的控制方法，可以通过不修改端系统上的现有操作系统时间，实现时间敏感网络报文按照指定的TSN网络时间注入TSN网络，有效减轻开发难度、缩短开发周期。
[0006]本专利技术提供的技术方案如下：一种时间敏感网络端系统帧发送时间的控制方法，包括如下步骤：S1.API应用程序发送时间敏感报文至端系统；S2.TSN网络设备根据预设配置信息向端系统发送时间通告控制帧；S3.所述端系统根据TSN网络时间将所述时间敏感报文注入到TSN网络；其中，TSN网络时间是通过所述时间通告控制帧获取的。
[0007]优选地，所述S1之前，包括：获取端系统的传输时延抖动。
[0008]优选地，所述获取端系统的传输时延抖动具体包括：获取端系统的最大传输时延和端系统的最小传输时延；根据所述最大传输时延和所述最小传输时延获取所述端系统的传输时延抖动。
[0009]优选地，所述S2中的所述预设配置信息包括时间通告表；所述时间通告表包括查表结果字段和查表关键字字段；
所述查表结果字段包括端系统设备的MAC地址、任务id以及校验值；所述查表关键字字段包括通告时刻。
[0010]优选地，所述通告时刻是根据端系统的最小传输时延、预设时间窗口、预设循环调度周期来获取的。
[0011]优选地，所述S2具体包括：根据当前相对于循环调度周期开始的偏移量时间是否匹配时间通告表；若当前偏移时间与所述时间通告表匹配，则在当前偏移时间生成并发送时间通告控制帧。
[0012]本专利技术提供了一种时间敏感网络端系统帧发送时间的控制方法，是通过API应用程序发送时间敏感报文至端系统；TSN网络设备根据配置信息在特定时刻向特定的端系统发送时间通告控制帧；最后端系统通过接收时间通告控制帧来感知TSN网络时间，控制时间敏感报文注入TSN网络的时间；TSN网络设备发送时间通告控制帧机制与端系统协同工作，共同实现端系统与TSN网络的时间对齐，无需通过修改现有操作系统时间实现时间敏感网络报文按照指定的TSN网络时间注入TSN网络，减轻了开发难度、缩短了开发周期。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1为本专利技术实施例中时间敏感网络端系统帧发送时间的控制方法的流程图；图2为本专利技术实施例中传输时延抖动的流程图；图3为本专利技术实施例中步骤S2的流程图。
具体实施方式
[0015]如图1所示，本专利技术实施例提供一种时间敏感网络端系统帧发送时间的控制方法，包括如下步骤：S1.API应用程序发送时间敏感报文至端系统；S2.TSN网络设备根据预设配置信息向端系统发送时间通告控制帧；S3.端系统根据TSN网络时间将时间敏感报文注入到TSN网络；其中，TSN网络时间是通过时间通告控制帧获取的。
[0016]步骤S1中，API应用程序生成时间敏感报文，通过软件API编程接口发送时间敏感报文，此时软件API编程接口不会立马将时间敏感报文发送至TSN网络，并且软件API编程接口函数在未将时间敏感报文发送至TSN网络之前不会返回，API应用程序会处于阻塞等待状态；因此，在本实施例中通过API应用程序将时间敏感报文存储于端系统中。
[0017]需要说明的是，API应用程序需要基于软件API编程，才能控制时间敏感报文注入TSN网络；端系统是指连接在互联网上的所有的主机。
[0018]步骤S2中，TSN网络设备根据预设配置的信息，在指定的通告时刻向端系统发送时间通告控制帧；在本实施例中TSN网络设备是指第一跳TSN网络设备，第一跳TSN网络设备是
指在预设时间内，每一次时间敏感报文注入TSN网络后，最先接收时间敏感报文的TSN网络设备。
[0019]时间通告控制帧是指TSN网络设备向端系统发送携带有TSN网络时间信息的控制帧，是一种时间通告的“信标”，旨在通知端系统按照指定时间将时间敏感报文注入到TSN网络。
[0020]时间通告控制帧包括以太网帧首部和数据域，如表1所示，以太网帧首部包括端系统设备的MAC地址、本机的SMAC地址以及以太网类型；数据域包括任务id、校验值、通告时刻以及发送时间通告控制帧的当前硬件同步时间，用SyncTime字段表示。
[0021]表1时间通告控制帧格式表
[0022]步骤S3中，端系统接收到时间通告控制帧后，感知TSN网络时间，并将时间敏感报文注入到TSN网络，此时的软件API编程接口函数会立马返回，应用程序结束阻塞等待状态，则可以再次执行步骤S1。
[0023]优选地，步骤S1之前，还包括：获取端系统的传输时延抖动。
[0024]具体的，传输时延抖动是指端系统的应用程序从网络接口接收时间敏感报文，到将时间敏感报文发送到网络接口的传输时延的变化。
[0025]需要说明的是，获取传输时延抖动值，是为了准确计算出TSN网络设备发送时间通告帧的时刻。
[0026]优选地，如图2所示，获取端系统的传输时延抖动具体包括：A1.获取端系统的最大传输时延和端系统的最小传输时延；A2.根据端系统的最大传输时延和端系统的最小传输时延获取端系统的传输时延抖动。
[0027]步骤A1至步骤A2中，预先测量端系统的最大传输时延max_delay和端系统的最小传输时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种时间敏感网络端系统帧发送时间的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：API应用程序发送时间敏感报文至端系统；TSN网络设备根据预设配置信息向端系统发送时间通告控制帧；所述端系统根据TSN网络时间将所述时间敏感报文注入到TSN网络；其中，TSN网络时间是通过所述时间通告控制帧获取的。2.根据权利要求1所述的时间敏感网络端系统帧发送时间的控制方法，其特征在于，所述API应用程序发送时间敏感报文至端系统之前，包括：获取端系统的传输时延抖动。3.根据权利要求2所述的时间敏感网络端系统帧发送时间的控制方法，其特征在于，所述获取端系统的传输时延抖动具体包括：获取端系统的最大传输时延和端系统的最小传输时延；根据所述最大传输时延和所述最小传输时延获取所述端系统的传输时延抖动。4.根据权利要求3所述的时间敏感网络端系统帧发送时间的控制方...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄容，全巍，孙志刚，李韬，吕高锋，杨惠，刘汝霖，李存禄，厉俊男，彭景涛，吴茂文，刘雅兰，范子彦，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：