[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

本發明公開了一種時間內生確定性融合網絡架構及數據通信方法，該網絡架構包括：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。基于該網絡架構的數據通信方法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。對于具有不同的時間需求的數據，通過網絡層級間的時間需求傳遞、信息共享，來實現網絡資源的時間適配，進而支撐差異化時間需求的數據傳輸，提高網絡通信的時間保障能力。

技術領域

本發明涉及確定性網絡通信技術領域，尤其涉及一種時間內生確定性融合通信網絡架構及數據通信方法。

背景技術

隨著通信網絡技術的逐步發展，網絡的業務承載能力得到了顯著地提升，主要體現在高帶寬、低時延和廣連接。高性能的通信網絡也促進了互聯網新業態的產生，如視頻直播、AR/VR、自動駕駛、遠程醫療、工業控制等。與此同時，新型網絡應用對網絡時延及抖動的服務質量提出了更為嚴格的要求，例如在工業專用網絡中控制信令嚴格要求毫秒級的時延和微秒級的抖動，在廣域網中的視頻交互類數據也要求端到端的時延小于20ms。這類對于時間的需求促使通信網絡從提供盡力而為的服務向提供確定性服務演進。

然而，傳統的互聯網只能將端到端平均延遲降低到幾十毫秒量級，且無法做到嚴格的時延上限保證。直觀上不可控的端到端時延是由網絡擁塞帶來的長時排隊時延導致的，但本質上是由于現存的網絡構架以及協議棧體系的兩大缺陷導致的。協議棧各層缺乏時間概念：在執行層內的流程時，無法獲取數據的時間需求，導致時間保障能力的缺失。

針對上述缺陷，迫切需要探索構建更加完備的支持確定性通信的網絡架構，以滿足具有差異化實時通信等級的多種網絡應用融合組網難題。由于通信網絡具有跨學科復雜性系統的特性，要求必須從應用需求出發進行自頂向下的系統設計，才能使成果具有廣泛適用意義。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種時間內生確定性融合網絡架構及數據通信方法，以解決網絡通信的時間保障能力缺失導致的難以保障確定性通信技術問題。

本發明提出的技術方案如下：

本發明實施例第一方面提供一種時間內生確定性融合網絡架構，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。

可選地，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。

可選地，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。