【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及网络通信领域，具体涉及一种不依赖于时间同步的确定性转发方法及系统。
技术介绍
1、确定性转发通常是指网络装置协同完成报文端到端传输时保证延时具有确定上界，常见于时间敏感网络（tsn）和时间触发以太网（tte）等网络场景。为实现确定上界延时，tsn和tte均利用时间同步技术，使系统中转发装置获得时间共识，并在时间轴上规划好转发路径上每个网络装置的转发时机。这种方式理论可行，但面临若干问题：① 应用模型复杂，需要对关键流量进行报文级的逐跳规划，规划难度随流量增大而急剧提升，且难以适应流量伸缩；② 规划及转发强依赖于时间同步的精度和可靠性，且要求全网结点参与时间同步，这在实际应用时面临挑战，例如系统终端可能不允许改造或替换、网络装置或其时钟器件不稳等。本专利技术设计一种不依赖于时间同步的确定性转发装置，通过增强自身的报文编排转发能力来降低全局规划的复杂度，支持端到端有界延时和增量部署。
2、使用不依赖于时间同步技术的整形调度机制如ieee 802.1qav、qcr等标准描述的基于信任的整形（cbs）、异步流量整形（ats）算法，或通过离线规划使流量转发路径无交叠，从而避免调度冲突。但是，cbs无法保证多跳场景下的延时上界，ats硬件实现复杂、流量增大后抖动剧烈，且cbs和ats均无法较好服务周期性流量。无交叠路由规划法，本身是np完全问题、难以实现，实际应用时还可能面临无路由可规划问题，例如无冗余路径可用。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题：针对现有
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种不依赖于时间同步的确定性转发方法，包括：
4、步骤s101，通过网络控制器进行流量规划，包括：将报文流的端到端延时需求按传输路径规划经某一结点时最大可接受的参考驻留时间并分配参考优先级，并将参考驻留时间和参考优先级通过远程访问协议配置到每个确定性转发装置；
5、步骤s102，通过确定性转发装置根据网络控制器下发的配置信息和自身的报文编排能力计算报文驻留时间的能力，根据配置的参考驻留时间和参考优先级编排报文发送次序和时机并转发报文，使得确定性转发装置中的报文转发时间不慢于到达时间、参考驻留时间之和。
6、可选地，步骤s101中将报文流的端到端延时需求按传输路径规划经某一结点时最大可接受的参考驻留时间并分配参考优先级时，任意报文流的端到端延时需求等于该报文流经各个结点的最大可接受的参考驻留时间之和。
7、可选地，步骤s101中将报文流的端到端延时需求按传输路径规划经某一结点时最大可接受的参考驻留时间并分配参考优先级时，任意报文流的参考优先级来自该报文流的优先级需求。
8、可选地，步骤s101中将参考驻留时间和参考优先级通过远程访问协议配置到每个确定性转发装置时，具体是指将参考驻留时间和参考优先级通过远程访问协议采用配置表的形式配置到每个确定性转发装置，所述配置表包括流id、参考驻留时间和参考优先级三个字段，其中流id用于记录报文流的编号，参考驻留时间和参考优先级分别用于记录报文流被配置的参考驻留时间和参考优先级信息。
9、可选地，步骤s102中根据配置的参考驻留时间和参考优先级编排报文发送次序和时机并转发报文时，根据配置的参考驻留时间和参考优先级编排报文发送次序和时机包括：
10、步骤s201，计算“离开估时”，其中“离开估时”等于到达时间、参考驻留时间之和；
11、步骤s202，采用指定的硬件编排报文算法结合“离开估时”编排报文发送次序和时机：针对携带有优先级的报文，依据“离开估时”编排报文的发送次序和时刻，使得“离开估时”离当前时刻最接近的报文编排在前，针对没有携带优先级的报文，否则从已经编排的报文序列中寻找空闲的时间间隙位置插入；当多个报文“离开估时”相同或重叠导致插入位置发生冲突时，则依据报文的优先级解除冲突，优先级高的报文编排在当前插入位置，优先级低的报文在当前插入位置后之后寻找第一个空闲时隙插入，并根据第一个空闲时隙距离当前插入位置存在多少个已编排报文来调整报文携带的优先级，下游结点将对比报文携带的优先级与配置的参考优先级来编排该报文。
12、可选地，步骤s202中采用的指定的硬件编排报文算法为推入首出队列算法。
13、可选地，步骤s202中下游结点将对比报文携带的优先级与配置的参考优先级来编排该报文包括：下游结点计算报文携带的优先级、配置的参考优先级之间的差，并将报文携带的优先级编排为配置的参考优先级与报文携带的优先级、配置的参考优先级之间的差之和以缩短该报文的转发延时。
14、此外，本专利技术还提供一种不依赖于时间同步的确定性转发系统，包括相互连接的网络控制器和确定性转发装置，所述网络控制器和确定性转发装置被编程或配置以执行所述不依赖于时间同步的确定性转发方法，所述确定性转发装置包括：
15、报文到达计时模块，用于记录报文到达时间戳；
16、与报文离开时间戳引用同一本地计时时钟；
17、报文存储管理模块，用于存储报文实体，报文实体包括该报文的描述信息；
18、报文离开估时模块，用于查表获取报文参考驻留时间计算报文的“离开估时”；
19、报文查表交换模块，用于查找转发表获取报文该送往哪个输出端口；
20、报文输出编排模块，用于根据报文的“离开估时”编排报文发送次序和发送时机；
21、报文输出调度模块，用于从编排报文序列中选取下一待转发报文，当编排的两个报文之间存在较大发送间隙时，从无优先级报文队列中选取一定数量报文进行转发。
22、此外，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序/指令，该算机程序/指令被编程或配置以通过处理器执行所述不依赖于时间同步的确定性转发方法。
23、此外，本专利技术还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该算机程序/指令被编程或配置以通过处理器执行所述不依赖于时间同步的确定性转发方法。
24、和现有技术相比，本专利技术主要具有下述优点：
25、1、本专利技术能够实现不依赖时间同步：由确定性转发装置的报文离开估时、报文输出编排和报文输出调度支持实现。当前时间敏感网络/时间触发以太网装置中实现的基于时间调度机制，均需利用时间同步技术提取完成全网节点同步，根据规划的时隙才能转发对应报文；cbs/ats并不严格按照时间调度报文；规划无交叠路由，有时并不能实现，存在多流交叠时仍需要引入调度冲突解决机制。本专利技术相关模块实现了准确的报文调度，并引入一种解决调度冲突的机制，可在不规划无交叠路由时仍然有效。
26、2、本专利技术能够简化网络规划：由确定性转发装置与网本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种不依赖于时间同步的确定性转发方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的不依赖于时间同步的确定性转发方法，其特征在于，步骤S101中将报文流的端到端延时需求按传输路径规划经某一结点时最大可接受的参考驻留时间并分配参考优先级时，任意报文流的端到端延时需求等于该报文流经各个结点的最大可接受的参考驻留时间之和。
3.根据权利要求1所述的不依赖于时间同步的确定性转发方法，其特征在于，步骤S101中将报文流的端到端延时需求按传输路径规划经某一结点时最大可接受的参考驻留时间并分配参考优先级时，任意报文流的参考优先级来自该报文流的优先级需求。
4.根据权利要求1所述的不依赖于时间同步的确定性转发方法，其特征在于，步骤S101中将参考驻留时间和参考优先级通过远程访问协议配置到每个确定性转发装置时，具体是指将参考驻留时间和参考优先级通过远程访问协议采用配置表的形式配置到每个确定性转发装置，所述配置表包括流id、参考驻留时间和参考优先级三个字段，其中流id用于记录报文流的编号，参考驻留时间和参考优先级分别用于记录报文流被配置的参考驻留时间和参考优先级
5.根据权利要求1所述的不依赖于时间同步的确定性转发方法，其特征在于，步骤S102中根据配置的参考驻留时间和参考优先级编排报文发送次序和时机并转发报文时，根据配置的参考驻留时间和参考优先级编排报文发送次序和时机包括：
6.根据权利要求5所述的不依赖于时间同步的确定性转发方法，其特征在于，步骤S202中采用的指定的硬件编排报文算法为推入首出队列算法。
7.根据权利要求5所述的不依赖于时间同步的确定性转发方法，其特征在于，步骤S202中下游结点将对比报文携带的优先级与配置的参考优先级来编排该报文包括：下游结点计算报文携带的优先级、配置的参考优先级之间的差，并将报文携带的优先级编排为配置的参考优先级与报文携带的优先级、配置的参考优先级之间的差之和以缩短该报文的转发延时。
8.一种不依赖于时间同步的确定性转发系统，包括相互连接的网络控制器和确定性转发装置，其特征在于，所述网络控制器和确定性转发装置被编程或配置以执行权利要求1～7中任意一项所述不依赖于时间同步的确定性转发方法，所述确定性转发装置包括：
9.一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序/指令，其特征在于，该算机程序/指令被编程或配置以通过处理器执行权利要求1～7中任意一项所述不依赖于时间同步的确定性转发方法。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，该算机程序/指令被编程或配置以通过处理器执行权利要求1～7中任意一项所述不依赖于时间同步的确定性转发方法。
...【技术特征摘要】
1.一种不依赖于时间同步的确定性转发方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的不依赖于时间同步的确定性转发方法，其特征在于，步骤s101中将报文流的端到端延时需求按传输路径规划经某一结点时最大可接受的参考驻留时间并分配参考优先级时，任意报文流的端到端延时需求等于该报文流经各个结点的最大可接受的参考驻留时间之和。
3.根据权利要求1所述的不依赖于时间同步的确定性转发方法，其特征在于，步骤s101中将报文流的端到端延时需求按传输路径规划经某一结点时最大可接受的参考驻留时间并分配参考优先级时，任意报文流的参考优先级来自该报文流的优先级需求。
4.根据权利要求1所述的不依赖于时间同步的确定性转发方法，其特征在于，步骤s101中将参考驻留时间和参考优先级通过远程访问协议配置到每个确定性转发装置时，具体是指将参考驻留时间和参考优先级通过远程访问协议采用配置表的形式配置到每个确定性转发装置，所述配置表包括流id、参考驻留时间和参考优先级三个字段，其中流id用于记录报文流的编号，参考驻留时间和参考优先级分别用于记录报文流被配置的参考驻留时间和参考优先级信息。
5.根据权利要求1所述的不依赖于时间同步的确定性转发方法，其特征在于，步骤s102中根据配置的参考驻留时间和参考优先级编排报文发送次序和时机并转发报文时，根...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄高平，谢小强，范慧婷，刘雄，陈旭辉，李浩楠，张越琦，范慧萍，
申请(专利权)人：苏州金以太网络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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