[發(fā)明專利]一種TSN帶寬預(yù)留系統(tǒng)、帶寬預(yù)留值計算方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011605031.1
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112714023B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱海龍;蘇建忠;謝人超;黃韜
• 申請（專利權(quán)）人: 網(wǎng)絡(luò)通信與安全紫金山實(shí)驗室
• 主分類號: H04L41/0896
• 分類號: H04L41/0896;H04L41/12;H04L45/74;H04L47/72
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 徐曉鷺

1.一種TSN帶寬預(yù)留系統(tǒng)， 其特征在于，所述帶寬預(yù)留系統(tǒng)包含TSN設(shè)備、TSN-SDN控制器和TSN交換機(jī)；其中，

所述TSN設(shè)備用于發(fā)送帶寬預(yù)留請求、收發(fā)流量數(shù)據(jù)、將數(shù)據(jù)封裝為TSN協(xié)議，并且將帶寬預(yù)留請求相關(guān)參數(shù)發(fā)送至TSN-SDN控制器；

所述TSN-SDN控制器用于發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒔邮諄碜运鯰SN設(shè)備的帶寬預(yù)留請求、調(diào)度計算數(shù)據(jù)流的轉(zhuǎn)發(fā)路徑和預(yù)留帶寬值，并將計算后路由表配置和預(yù)留表配置信息下發(fā)至TSN交換機(jī)設(shè)備；

所述TSN交換機(jī)根據(jù)所述TSN-SDN控制器下發(fā)的配置項轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)流，轉(zhuǎn)發(fā)可根據(jù)源目的mac地址或者TCP/IP相關(guān)流量特性，根據(jù)預(yù)留表配置使用不同的帶寬轉(zhuǎn)發(fā)對應(yīng)數(shù)據(jù)流。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TSN帶寬預(yù)留系統(tǒng)，其特征在于，所述TSN-SDN控制器根據(jù)設(shè)定的要求計算預(yù)留帶寬值，所述預(yù)留帶寬值在指定時隙生效；所述TSN-SDN控制器按照時隙針對傳輸路徑中的數(shù)據(jù)流發(fā)出端口生成對應(yīng)的帶寬預(yù)留表。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TSN帶寬預(yù)留系統(tǒng)，其特征在于，所述TSN交換機(jī)加載路由配置表和預(yù)留配置表轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)流量，根據(jù)預(yù)留配置表的循環(huán)周期遍歷執(zhí)行配置項，在不同的時隙，針對不同的流量特征，使用對應(yīng)的帶寬值傳輸流量。

4.一種TSN-SDN控制器，其特征在于，所述TSN-SDN控制器根據(jù)設(shè)定的要求計算預(yù)留帶寬值，所述預(yù)留帶寬值在指定時隙生效；所述TSN-SDN控制器按照時隙，針對傳輸路徑中的數(shù)據(jù)流發(fā)出端口生成對應(yīng)的帶寬預(yù)留表。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種TSN-SDN控制器，其特征在于，所述TSN-SDN控制器時隙生效的標(biāo)準(zhǔn)為當(dāng)前鏈路所有預(yù)留帶寬值中，與該指定時隙有時間交集并且同一傳輸方向的預(yù)留值之和加上當(dāng)前預(yù)留值小于當(dāng)前鏈路的帶寬值。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種TSN-SDN控制器，其特征在于，所述帶寬預(yù)留表內(nèi)容為設(shè)備信息、端口信息、時隙、流量特征、帶寬預(yù)留值、循環(huán)周期中的一種或多種；

所述TSN-SDN控制器查詢與其相連接設(shè)備以及與該設(shè)備相連的其它設(shè)備的設(shè)備信息，組成完整的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述設(shè)備信息包括連接信息和鏈接端口的帶寬信息。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種TSN-SDN控制器，其特征在于，所述流量特征包括源目的mac地址、五元組信息、四元組信息中的一種或多種。

8.根據(jù)權(quán)利要求4至7任一項所述的一種TSN-SDN控制器，其特征在于，所述TSN-SDN控制器通過以下方式預(yù)留帶寬值以及占用時隙：

首先確定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎嚓P(guān)參數(shù)，然后找出流量所有可用的轉(zhuǎn)發(fā)路徑，再根據(jù)路徑和流量的時延要求計算每一跳需要預(yù)留的帶寬值，再確定對應(yīng)預(yù)留帶寬值需要占用的時隙，最后校驗對應(yīng)時隙是否有足夠的帶寬值可以預(yù)留。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種TSN-SDN控制器，其特征在于，所述時延要求為數(shù)據(jù)流從發(fā)出之后開始計時，到達(dá)目的設(shè)備的所用的耗時；

所述時隙由當(dāng)前鏈路時延要求和流量出發(fā)時間決定，即時隙區(qū)間為[流量發(fā)出時間,流量發(fā)出時間+當(dāng)前鏈路時延要求]，其中當(dāng)前鏈路時延要求由總流量時延要求分配到當(dāng)前鏈路的時延決定，采用的分配方法為平均分配或者比例分配，傳輸路徑中第一跳的流量發(fā)出時間由配置參數(shù)決定，傳輸路徑中其它跳流量發(fā)出時間為前一跳傳輸結(jié)束時間；

當(dāng)前鏈路帶寬預(yù)留值=流量大小/當(dāng)前鏈路時延要求。

10.一種TSN-SDN控制器數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理方法包括以下步驟：

步驟一，從配置信息中提取流量信息并對流量按照優(yōu)先級排序、從控制器中加載拓?fù)湫畔ⅰ⒂嬎愠芷冢?/p>

步驟二，找出每一條可用路徑，并按照最短路徑優(yōu)先排列集合；計算預(yù)留帶寬，循環(huán)處理超周期/當(dāng)前流周期次數(shù)，即處理整個超周期內(nèi)的數(shù)據(jù)流預(yù)留情況，從第二跳開始計算每一跳預(yù)留帶寬值，預(yù)留帶寬值=流量大小/(剩余要求時延/(路由總跳數(shù)-1))，傳輸時隙為[開始時間，開始時間+剩余要求時延/(路由總跳數(shù)-1)]，再根據(jù)時隙和預(yù)留值校驗本跳鏈路當(dāng)前時隙是否有足夠剩余帶寬可以預(yù)留，都滿足則認(rèn)為預(yù)留成功；

如果預(yù)留成功則將預(yù)留信息寫預(yù)留表配置項，將路徑寫入路由轉(zhuǎn)發(fā)表，然后重復(fù)步驟二對下一條流量預(yù)留；

步驟三，生成對應(yīng)的路由表和預(yù)留表之后，TSN-SDN控制器將兩個配置表下發(fā)到TSN交換機(jī)，交換機(jī)按照配置項加載執(zhí)行。