[發明專利]一種時間內生確定性融合網絡架構及數據通信方法

有效

• 申請號: 202211670725.2
• 申請日: 2022-12-26
• 公開（公告）號: CN115632925B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 楊冬;任杰;王洪超;張維庭;高德云;張宏科
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: H04L41/044
• 分類號: H04L41/044;H04L41/0816;H04L47/12;H04L47/25;H04L47/32;H04J3/06
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 陳丕光

1.一種時間內生確定性融合網絡架構，其特征在于，包括：

時間內生服務層，用于獲取數據的時間需求；

時間內生適配層，用于根據所述時間需求調度網絡資源進行網絡配置；

時間內生資源層，用于根據所述網絡配置對數據進行傳輸；

其中，所述時間內生服務層包括：

通用套接字，包括基礎通信屬性，用于實現所述時間需求為基礎需求的數據的傳輸；

高速套接字，包括基礎通信屬性和通信期限，用于實現所述時間需求為時延保障需求的數據的傳輸；

時間觸發套接字，包括基礎通信屬性和發送時間戳，用于實現所述時間需求為時間確定性需求的數據的傳輸；

所述時間內生適配層包括：

通用適配模塊，用于完成基礎的轉發路徑調度和服務質量優先級配置；

時間優先適配模塊，用于根據所述通信期限實現轉發擁塞控制的調整和轉發路徑的選擇；

嚴格時間觸發適配模塊，用于根據數據發送的特征信息、時間需求信息、當前網絡的資源使用情況實現轉發路徑和傳輸時隙的聯合調度；

所述時間內生資源層包括：

傳輸組件層，包括通用傳輸協議模塊、基于期限感知的擁塞控制模塊和實時檢驗的傳輸協議模塊，所述通用傳輸協議模塊用于使用第一預設傳輸協議封裝數據，所述基于期限感知的擁塞控制模塊用于將通信期限添加到數據中，通過第二預設傳輸協議將數據和所述通信期限共同進行封裝，并根據所述通信期限和擁塞情況調整數據發送速率，所述實時檢驗的傳輸協議模塊用于通過第三預設傳輸協議對數據和所述發送時間戳進行封裝，第三預設傳輸協議的報文中包含發送時間戳，即要求的通信時間；

網絡組件層包括基礎路由模塊、基于時延的分布式路由模塊、集中式路由模塊，所述基礎路由模塊用于獲取根據分布式路由協議生成的最短路徑對數據進行轉發，所述基于時延的分布式路由模塊用于實時計算所有數據轉發路徑的路徑質量，選擇路徑質量最好的轉發路徑進行數據轉發；所述集中式路由模塊用于根據數據發送的特征信息、時間需求信息、當前網絡的資源使用情況進行轉發路徑和傳輸時隙的聯合調度，預先獲取數據轉發的路由條目；

鏈路組件層包括通用QoS模塊、對稱并行處理模塊、基于期限的發送排序模塊、快速數據通路模塊、時間感知整形/時分復用模塊和流過濾和監管模塊，所述通用QoS模塊用于根據服務質量實現發送側的區分服務，所述對稱并行處理模塊用于通過對稱并行處理的方式實現接收側的數據接收，所述基于期限的發送排序模塊用于根據所述通信期限調整數據發送順序，所述快速數據通路模塊用于通過將協議棧的報文處理與轉發過程下沉到內核網卡驅動層實現數據快速接收，所述時間感知整形/時分復用模塊用于使用時間感知整形或時分復用調度數據發送，所述流過濾和監管模塊用于根據傳輸時隙對到達的數據進行過濾，并根據數據的流ID字段對數據進行監管。

2.根據權利要求1所述的時間內生確定性融合網絡架構，其特征在于，所述時間內生資源層還包括物理組件層，所述物理組件層包括若干用于傳輸數據的傳輸介質，所述鏈路組件層還包括硬件時鐘，所述硬件時鐘將時間信息分別發送至所述時間內生服務層、時間內生適配層和時間內生資源層。

3.一種數據通信方法，其特征在于，應用于如權利要求1所述的融合網絡架構，包括：

獲取數據的時間需求；

根據所述時間需求調度網絡資源進行網絡配置；

根據所述網絡配置對數據進行傳輸。

4.根據權利要求3所述的數據通信方法，其特征在于，所述時間需求包括基礎需求、時延保障需求和時間確定性需求；

所述根據所述時間需求調度網絡資源進行網絡配置，包括：

獲取所述時間需求的類型；

若所述時間需求為基礎需求，則網絡配置為通用適配；

若所述時間需求為時延保障需求，則網絡配置為時間優先適配；

若所述時間需求為時間確定性需求，則網絡配置為嚴格時間觸發適配。