一种TSN带宽预留系统、带宽预留值计算方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112714023A(43)申请公布日2021.04.27(21)申请号202011605031.1(22)申请日2020.12.30(71)申请人网络通信与安全紫金山实验室地址210000江苏省南京市江宁区秣周东路9号(72)发明人朱海龙苏建忠谢人超黄韬(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所32237代理人徐晓鹭(51)Int.Cl.H04L12/24(2006.01)H04L12/741(2013.01)H04L12/911(2013.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种TSN带宽预留系统、带宽预留值计算方法及装置(57)摘要本发明提供一种TSN带宽预留系统、带宽预留值计算方法及装置，该系统主要包含TSN‑SDN控制器用于发现网络拓扑、接收设备发送的预留请求、计算数据流的转发路径和预留带宽值、下发路由表配置和预留表配置，TSN交换机根据控制器下发的配置项转发数据流、根据配置使用不同的带宽转发对应数据流；该计算方法主要包括首先确定网络拓扑等相关参数、然后找出流量所有可用的转发路径、再根据路径和流量的时延要求计算每一跳需要预留的带宽值、最后校验对应时隙是否有足够的带宽值可以预留。该系统和方法能够有效地保障目标流量的传输时延、减小传输抖动，能够在自动驾驶以及其他工业互联网场景中得到很好地应用。CN112714023ACN112714023A权利要求书1/2页1.一种TSN带宽预留系统，其特征在于，所述带宽预留系统包含TSN设备、TSN‑SDN控制器和TSN交换机；其中，所述TSN设备用于发送带宽预留请求、收发流量数据、将数据封装为TSN协议，并且将带宽预留请求相关参数发送至TSN‑SDN控制器；所述TSN‑SDN控制器用于发现网络拓扑、接收来自所述TSN设备的带宽预留请求、调度计算数据流的转发路径和预留带宽值，并将计算后路由表配置和预留表配置信息下发至TSN交换机设备；所述TSN交换机根据所述TSN‑SDN控制器下发的配置项转发数据流、转发可根据源目的mac地址或者TCP/IP相关流量特性，根据预留表配置使用不同的带宽转发对应数据流。2.根据权利要求1所述的一种TSN带宽预留系统，其特征在于，所述TSN‑SDN控制器根据设定的要求计算预留带宽值，所述预留带宽值在指定时隙生效；所述TSN‑SDN控制器按照时隙针对传输路径中的数据流发出端口生成对应的带宽预留表。3.根据权利要求1所述的一种TSN带宽预留系统，其特征在于，所述TSN交换机加载路由配置表和预留配置表转发数据流量，根据预留配置表的循环周期遍历执行配置项，在不同的时隙，针对不同的流量特征，使用对应的带宽值传输流量。4.一种TSN‑SDN控制器，其特征在于，所述TSN‑SDN控制器根据设定的要求计算预留带宽值，所述预留带宽值在指定时隙生效；所述TSN‑SDN控制器按照时隙，针对传输路径中的数据流发出端口生成对应的带宽预留表。5.根据权利要求4所述的一种TSN‑SDN控制器，其特征在于，所述TSN‑SDN控制器时隙生效的标准为当前链路所有预留带宽值中，与该预留时隙有时间交集并且同一传输方向的预留值之和加上当前预留值小于当前链路的带宽值。6.根据权利要求4所述的一种TSN‑SDN控制器，其特征在于，所述带宽预留表内容为设备信息、端口信息、时隙、流量特征、带宽预留值、循环周期中的一种或多种；所述TSN‑SDN控制器查询与其相连接设备以及与该设备相连的其它设备的设备信息，组成完整的网络拓扑结构，所述设备信息包括连接信息和链接端口的带宽信息。7.根据权利要求6所述的一种TSN‑SDN控制器，其特征在于，所述流量特征包括源目的mac地址、五元组信息、四元组信息中的一种或多种。8.根据权利要求4至7任一项所述的一种TSN‑SDN控制器，其特征在于，所述TSN‑SDN控制器通过以下方式预留带宽值以及占用时隙：首先确定网络拓扑等相关参数，然后找出流量所有可用的转发路径，再根据路径和流量的时延要求计算每一跳需要预留的带宽值，再确定对应预留带宽值需要占用的时隙，最后校验对应时隙是否有足够的带宽值可以预留。9.根据权利要求8所述的一种TSN‑SDN控制器，其特征在于，所述时延要求为数据流从发出之后开始计时，到达目的设备的所用的耗时；所述时隙由当前链路时延要求和流量出发时间决定，即时隙区间为[流量发出时间,流量发出时间+当前链路时延要求]，其中当前链路时延要求由总流量时延要求分配到当前链路的时延决定，采用的分配方法为平均分配或者比例分配，传输路径中第一跳的流量发出时间由配置参数决定，传输路径中其它跳流量发出时间为前一跳传输结束时间；当前链路带宽预留值=流量大小/当前链路时延要求，当前链路时延要求。2CN