[發(fā)明專利]一種時間敏感網(wǎng)絡(luò)的幀的復(fù)制和消除方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711295496.X
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN108173755B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅峰;徐金鵬;錢時菲;王博文;溫泉;傅卓
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學(xué);泛亞汽車技術(shù)中心有限公司
• 主分類號: H04L12/707
• 分類號: H04L12/707;H04L12/801;H04L12/823;H04L29/06
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

本發(fā)明涉及一種時間敏感網(wǎng)絡(luò)的幀的復(fù)制和消除方法，該方法基于時間敏感網(wǎng)絡(luò)的多路徑網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，包括以下步驟：S1：在以太網(wǎng)報文中插入一個冗余標簽；S2：冗余標簽的序列號字段產(chǎn)生滾動的序列號，序列產(chǎn)生時復(fù)制報文，時間敏感網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的發(fā)送節(jié)點將報文發(fā)送至接收節(jié)點；S3對接收到的報文采用序列恢復(fù)算法判斷通過或丟棄；S4：時間敏感網(wǎng)絡(luò)對發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點進行時間同步判斷，對沒有接收的報文進行序列恢復(fù)；S5：對步驟S3所丟棄的幀報文進行判斷，若丟棄的報文數(shù)量相比于網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的路徑數(shù)量少，則判定不存在潛在錯誤；若不滿足，則判定存在潛在錯誤。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有報文傳輸零延遲、提高網(wǎng)絡(luò)冗余性等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種時間敏感網(wǎng)絡(luò)幀的復(fù)制和消除方法。

背景技術(shù)

隨著汽車的智能化進步，車載以太網(wǎng)技術(shù)也在不斷地快速發(fā)展，其網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為時間敏感網(wǎng)絡(luò)TSN(Time-Sensitive Networking)協(xié)議，主要包括802.1任務(wù)組，時間敏感網(wǎng)絡(luò)協(xié)議要求網(wǎng)絡(luò)具有冗余特性，該協(xié)議可應(yīng)用于任何拓撲結(jié)構(gòu)，在發(fā)生故障時需要零恢復(fù)時間，所以對系統(tǒng)有較高的實時性要求。該協(xié)議不依賴上層協(xié)議，對應(yīng)用層透明。當(dāng)前時間敏感網(wǎng)絡(luò)尚無建立冗余及消除冗余的機制，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)無法應(yīng)對報文丟失的情況，冗余性有待提高；此外，時間敏感網(wǎng)絡(luò)對報文傳輸?shù)膶崟r性要求很高，因此更加需要一種可提高網(wǎng)絡(luò)的冗余性能，并且可實現(xiàn)零延遲的幀的復(fù)制和消除方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種實現(xiàn)零延遲、提高網(wǎng)絡(luò)冗余性的時間敏感網(wǎng)絡(luò)的幀的復(fù)制和消除方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種時間敏感網(wǎng)絡(luò)的幀的復(fù)制和消除方法，該方法基于時間敏感網(wǎng)絡(luò)的多路徑網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，包括以下步驟：

S1：插入冗余標簽：在以太網(wǎng)報文中插入一個冗余標簽；

S2：序列產(chǎn)生及幀復(fù)制：當(dāng)多路徑拓撲結(jié)構(gòu)的接收節(jié)點向發(fā)送節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)請求時，發(fā)送節(jié)點的計數(shù)器的值被復(fù)制到報文的冗余標簽的序列號中，計數(shù)器自增1，超過最大值時歸為0，使發(fā)送節(jié)點產(chǎn)生帶有連續(xù)序列號的報文，并復(fù)制報文通過多條路徑傳輸給接收節(jié)點；

S3：序列恢復(fù)及幀消除：接收節(jié)點對接收到的報文采用序列恢復(fù)算法進行判斷通過或丟棄；

S4：超時處理：時間敏感網(wǎng)絡(luò)對發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點進行時間同步判斷，對沒有正確接收的報文進行序列恢復(fù)；

S5：潛在錯誤檢測：對步驟S3所丟棄的幀報文進行判斷，若丟棄的報文數(shù)量相比于網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的路徑數(shù)量少一個，則判定時間敏感網(wǎng)絡(luò)不存在潛在錯誤；若不滿足，則判定時間敏感網(wǎng)絡(luò)存在潛在錯誤。

優(yōu)選地，所述的多路徑網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中包括一個發(fā)送節(jié)點、一個接收節(jié)點、至少兩條路徑以及多個中間節(jié)點。

優(yōu)選地，所述的步驟S1中，冗余標簽包括一個以太網(wǎng)類型字段和一個序列號字段，所述的序列號字段用于實現(xiàn)幀的復(fù)制和消除。

優(yōu)選地，所述的步驟S2的具體內(nèi)容為：當(dāng)接收節(jié)點向發(fā)送節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)請求時，發(fā)送節(jié)點發(fā)送報文，序列產(chǎn)生；發(fā)送節(jié)點設(shè)有一個計數(shù)器，每次發(fā)送報文時計數(shù)器加1，計數(shù)器的值被復(fù)制到報文的冗余標簽的序列號中后，報文被傳輸至下層；當(dāng)計數(shù)器的值超過最大值時，將其歸為0，發(fā)送節(jié)點產(chǎn)生帶有連續(xù)序列號的報文，并復(fù)制報文到多條路徑中，最終傳輸給接收節(jié)點。

優(yōu)選地，所述的步驟S3的具體內(nèi)容為：采用序列恢復(fù)算法消除幀的復(fù)制，當(dāng)接收節(jié)點向發(fā)送節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)請求時，發(fā)送節(jié)點發(fā)送報文，序列恢復(fù)算法根據(jù)接收的報文的序列號判斷通過或丟棄該報文。

優(yōu)選地，所述的步驟S4的具體內(nèi)容為：時間敏感網(wǎng)絡(luò)中設(shè)有定時器，每接收一幀報文則會重置該定時器，當(dāng)定時器減到0時，判斷在這段時間內(nèi)沒有正確接收報文，則返回步驟S3，重置序列恢復(fù)算法，開始接收報文。