本公開涉及時間敏感網(wǎng)絡(luò)(time?sensitive?network，tsn)，具體涉及一種用于時間敏感網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點的幀搶占方法、發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，越來越多的服務(wù)集成在一個網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)中，這一趨勢促使時間關(guān)鍵流量與普通流量不得不共享系統(tǒng)資源，進(jìn)而對網(wǎng)絡(luò)實時性和穩(wěn)定性提出了更高要求。為此，時間敏感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運而生。時間敏感網(wǎng)絡(luò)是通過在標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的基礎(chǔ)上增加時鐘同步、時間感知調(diào)度、幀搶占、無縫冗余等技術(shù)，以提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性和可靠性。

2、目前，在時間敏感網(wǎng)絡(luò)中，大多數(shù)關(guān)于幀搶占的研究都集中在幀搶占對端到端傳輸時延的影響。從現(xiàn)有的幀搶占技術(shù)分析以及實際測試結(jié)果來看，在進(jìn)行幀搶占時，高速幀的時延能夠得到保證，然而，這卻是以犧牲普通幀的時延為代價的。值得注意的是，在實際網(wǎng)絡(luò)通信中，存在一些可搶占幀雖不屬于高速幀類別，卻同樣有著固定的時延要求。因此，亟需一種新的幀搶占方式來保證不同幀的時延有界，即不能一味的犧牲可搶占幀的時延換取高速幀的時延，既要保證高速幀的時延有界性，又要保證可搶占幀的時延有界性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決相關(guān)技術(shù)中的問題，本公開實施例提供一種用于時間敏感網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點的幀搶占方法、發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備。

2、第一方面，本公開實施例中提供了一種用于時間敏感網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)送節(jié)點的幀搶占方法，所述時間敏感網(wǎng)絡(luò)包括發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點，所述方法包括：

3、在確定當(dāng)前待傳輸幀為中優(yōu)先級幀時，判斷正在傳輸?shù)漠?dāng)前可搶占幀是否滿足第一幀搶占條件，若是，則根據(jù)幀搶占松散模式對所述當(dāng)前可搶占幀進(jìn)行幀搶占傳輸；

4、所述幀搶占松散模式，包括：按照默認(rèn)分片長度對所述當(dāng)前可搶占幀的未傳輸部分進(jìn)行分片，獲得所述當(dāng)前可搶占幀的第一分片幀和剩余分片幀，在傳輸所述第一分片幀之后，傳輸所述中優(yōu)先級幀，并在所述中優(yōu)先級幀傳輸完成之后，傳輸所述剩余分片幀，所述第一分片幀包括：所述當(dāng)前可搶占幀的已傳輸部分，和所述未傳輸部分開頭的默認(rèn)分片長度的部分；

5、判斷所述當(dāng)前可搶占幀和所述中優(yōu)先級幀的時延是否滿足時延要求，所述時延要求包括：所述當(dāng)前可搶占幀的第一分片幀的第一傳輸時延、所述中優(yōu)先級幀的第二傳輸時延和所述當(dāng)前可搶占幀的剩余分片幀的第三傳輸時延之和小于等于可搶占幀最大時延，且所述中優(yōu)先級幀的第二傳輸時延與等待時延之和小于等于中優(yōu)先級幀最大時延；

6、若是，則以所述默認(rèn)分片長度對后續(xù)傳輸?shù)目蓳屨紟M(jìn)行分片來進(jìn)行幀搶占傳輸；若否，則調(diào)整所述默認(rèn)分片長度，以調(diào)整后的默認(rèn)分片長度對后續(xù)傳輸?shù)目蓳屨紟M(jìn)行分片來進(jìn)行幀搶占傳輸。

7、根據(jù)本公開的實施例，所述第一幀搶占條件包括：

8、所述正在傳輸?shù)漠?dāng)前可搶占幀的未傳輸部分大于等于所述默認(rèn)分片長度與傳輸協(xié)議允許的最小幀長之和；

9、所述正在傳輸?shù)漠?dāng)前可搶占幀的總幀長大于等于傳輸協(xié)議允許的最小分片幀長。

10、根據(jù)本公開的實施例，所述方法還包括，在所述發(fā)送節(jié)點確定當(dāng)前待傳輸幀為中優(yōu)先級幀，且正在傳輸?shù)漠?dāng)前可搶占幀不滿足第一幀搶占條件時：

11、如果所述當(dāng)前可搶占幀的未傳輸部分小于等于所述默認(rèn)分片長度，則繼續(xù)傳輸所述當(dāng)前可搶占幀直至傳輸完成，再傳輸所述中優(yōu)先級幀；

12、如果所述當(dāng)前可搶占幀的未傳輸部分大于所述默認(rèn)分片長度，則在傳輸所述中優(yōu)先級幀之后，傳輸所述當(dāng)前可搶占幀的未傳輸部分。

13、根據(jù)本公開的實施例，所述調(diào)整所述默認(rèn)分片長度包括：

14、在所述第二傳輸時延與所述等待時延之和小于等于所述中優(yōu)先級幀最大時延，且所述第一傳輸時延、所述第二傳輸時延和所述第三傳輸時延之和大于所述可搶占幀最大時延，將所述默認(rèn)分片長度增加指定幀長度；

15、在所述第二傳輸時延與所述等待時延之和大于所述中優(yōu)先級幀最大時延時，將所述默認(rèn)分片長度減小指定幀長度。

16、根據(jù)本公開的實施例：

17、在將所述默認(rèn)分片長度增加指定幀長度之后，所述中優(yōu)先級幀的等待時延與所述第二傳輸時延之和小于等于所述中優(yōu)先級幀最大時延；

18、在將所述默認(rèn)分片長度減小指定幀長度之后，所述第一傳輸時延、所述第二傳輸時延和所述第三傳輸時延之和小于等于所述可搶占幀最大時延。

19、根據(jù)本公開的實施例，所述調(diào)整所述默認(rèn)分片長度包括：

20、獲取多個樣本數(shù)據(jù)，每個樣本數(shù)據(jù)來自相鄰的兩次采用幀搶占松散模式的幀搶占，所述樣本數(shù)據(jù)包括：所述兩次采用幀搶占松散模式的幀搶占中第一次幀搶占使用的默認(rèn)分片長度；所述第一次幀搶占中可搶占幀的第一分片幀的長度和第一傳輸時延；所述第一次幀搶占中待傳輸?shù)闹袃?yōu)先級幀的長度和第二傳輸時延、等待時延；所述第一次幀搶占中剩余分片幀的長度和第三傳輸時延；所述兩次采用幀搶占松散模式的幀搶占中第二次幀搶占中使用的調(diào)整后的默認(rèn)分片長度，其中，所述第一次幀搶占的可搶占幀和中優(yōu)先級幀的時延不滿足時延要求，所述第二次幀搶占的可搶占幀和中優(yōu)先級幀的時延滿足時延要求；

21、將所述樣本數(shù)據(jù)輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中進(jìn)行訓(xùn)練，獲得分片長度調(diào)整模型；

22、將當(dāng)前待傳輸幀為中優(yōu)先級幀時采用幀搶占松散模式的幀搶占中所使用的默認(rèn)分片長度，所述當(dāng)前可搶占幀的第一分片幀的長度和第一傳輸時延，所述當(dāng)前待傳輸幀的長度和第二傳輸時延、等待時延，所述當(dāng)前可搶占幀的剩余分片幀的長度和第三傳輸時延，輸入所述分片長度調(diào)整模型，獲得下一次待傳輸幀為中優(yōu)先級幀時采用幀搶占松散模式的幀搶占中所使用的默認(rèn)分片長度，其中，所述當(dāng)前待傳輸幀的時延不滿足時延要求。

23、根據(jù)本公開的實施例，所述方法還包括：

24、在所述發(fā)送節(jié)點確定當(dāng)前待傳輸幀為高優(yōu)先級幀時，判斷正在傳輸?shù)漠?dāng)前可搶占幀是否滿足第二幀搶占條件，若是，則根據(jù)幀搶占嚴(yán)格模式對所述當(dāng)前可搶占幀進(jìn)行幀搶占傳輸；

25、所述幀搶占嚴(yán)格模式包括：在傳輸所述當(dāng)前可搶占幀的剩余部分之前，傳輸所述高優(yōu)先級幀，并在所述高優(yōu)先級幀傳輸完成之后，傳輸所述當(dāng)前可搶占幀的剩余部分。

26、根據(jù)本公開的實施例，所述第二幀搶占條件包括：

27、所述正在傳輸?shù)漠?dāng)前可搶占幀的剩余部分的長度大于等于傳輸協(xié)議允許的最小幀長；

28、所述正在傳輸?shù)漠?dāng)前可搶占幀的總幀長大于等于傳輸協(xié)議允許的最小分片幀長。

29、根據(jù)本公開的實施例，所述方法還包括：在所述發(fā)送節(jié)點確定當(dāng)前待傳輸幀為高優(yōu)先級幀，且正在傳輸?shù)漠?dāng)前可搶占幀不滿足第二幀搶占條件時，繼續(xù)傳輸所述當(dāng)前可搶占幀直至傳輸完成，再傳輸所述高優(yōu)先級幀。

30、根據(jù)本公開的實施例，所述發(fā)送節(jié)點包括搶占層處理模塊和可搶占層處理模塊；

31、所述方法還包括：

32、所述搶占層處理模塊向所述可搶占層處理模塊發(fā)送搶占請求；

33、所述可搶占層處理模塊接收所述搶占請求，根據(jù)當(dāng)前待傳輸幀的類型判斷所述正在傳輸?shù)漠?dāng)前可搶占幀是否滿足對應(yīng)的幀搶占條件；若是，則向所述搶占層處理模塊發(fā)送允許搶占應(yīng)答；若否，則向所述搶占層處理模塊發(fā)送拒絕搶占應(yīng)答，其中，所述當(dāng)前待傳輸幀的類型包括中優(yōu)先級幀和高優(yōu)先級幀。

34、根據(jù)本公開的實施例，所述方法還包括：

35、在所述發(fā)送節(jié)點確定當(dāng)前待傳輸幀為中優(yōu)先級幀，且正在傳輸?shù)膸瑸橹袃?yōu)先級幀或者高優(yōu)先級幀時，在所述正在傳輸?shù)膸瑐鬏斖瓿芍?，再傳輸所述?dāng)前待傳輸幀。

36、根據(jù)本公開的實施例，在所述發(fā)送節(jié)點按照默認(rèn)分片長度對所述當(dāng)前可搶占幀的未傳輸部分進(jìn)行分片時，在分片位置的第一分片的末尾續(xù)接一個循環(huán)冗余碼從而得到所述當(dāng)前可搶占幀的第一分片幀，在分片位置的剩余分片的開頭續(xù)接一個前導(dǎo)碼從而得到所述當(dāng)前可搶占幀的剩余分片幀。

37、第二方面，本公開實施例中提供了一種用于時間敏感網(wǎng)絡(luò)中的接收節(jié)點的幀搶占方法，所述時間敏感網(wǎng)絡(luò)包括發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點，所述方法包括：

38、在所述發(fā)送節(jié)點確定當(dāng)前待傳輸幀為中優(yōu)先級幀，且正在傳輸?shù)漠?dāng)前可搶占幀滿足第一幀搶占條件，并根據(jù)幀搶占松散模式對所述當(dāng)前可搶占幀進(jìn)行幀搶占傳輸時，獲取所述正在傳輸?shù)漠?dāng)前可搶占幀的第一分片幀的第一傳輸時延、所述中優(yōu)先級幀的第二傳輸時延和所述當(dāng)前可搶占幀的剩余分片幀的第三傳輸時延，并將所述第一傳輸時延、所述第二傳輸時延和所述第三傳輸時延發(fā)送至所述發(fā)送節(jié)點；

39、其中，所述幀搶占松散模式，包括：按照默認(rèn)分片長度對所述當(dāng)前可搶占幀的未傳輸部分進(jìn)行分片，獲得所述當(dāng)前可搶占幀的第一分片幀和剩余分片幀，在傳輸所述第一分片幀之后，傳輸所述中優(yōu)先級幀，并在所述中優(yōu)先級幀傳輸完成之后，傳輸所述剩余分片幀，所述第一分片幀包括：所述當(dāng)前可搶占幀的已傳輸部分，和所述未傳輸部分開頭的默認(rèn)分片長度的部分。

40、根據(jù)本公開的實施例，所述接收節(jié)點通過向所述發(fā)送節(jié)點發(fā)送鏈路層協(xié)議報文來將所述第一傳輸時延、所述第二傳輸時延和所述第三傳輸時延發(fā)送至所述發(fā)送節(jié)點，其中，所述鏈路層協(xié)議報文包括延時字段，所述第一傳輸時延、所述第二傳輸時延和所述第三傳輸時延被封裝在所述延時字段中。

41、根據(jù)本公開的實施例：

42、所述第一傳輸時延，為所述發(fā)送節(jié)點開始發(fā)送所述第一分片幀到所述接收節(jié)點完成對所述第一分片幀的接收的時間；

43、所述第二傳輸時延，為所述發(fā)送節(jié)點開始發(fā)送所述中優(yōu)先級幀到所述接收節(jié)點完成對所述中優(yōu)先級幀的接收的時間；

44、所述第三傳輸時延，為所述發(fā)送節(jié)點開始發(fā)送所述剩余分片幀到所述接收節(jié)點完成對所述剩余分片幀的接收的時間。

45、第三方面，本公開實施例中提供了一種發(fā)送設(shè)備，包括：

46、第一幀搶占傳輸模塊，被配置為確定當(dāng)前待傳輸幀為中優(yōu)先級幀時，判斷正在傳輸?shù)漠?dāng)前可搶占幀是否滿足第一幀搶占條件，若是，則根據(jù)幀搶占松散模式對所述當(dāng)前可搶占幀進(jìn)行幀搶占傳輸；其中，所述幀搶占松散模式，包括：按照默認(rèn)分片長度對所述當(dāng)前可搶占幀的未傳輸部分進(jìn)行分片，獲得所述當(dāng)前可搶占幀的第一分片幀和剩余分片幀，在傳輸所述第一分片幀之后，傳輸所述中優(yōu)先級幀，并在所述中優(yōu)先級幀傳輸完成之后，傳輸所述剩余分片幀，所述第一分片幀包括：所述當(dāng)前可搶占幀的已傳輸部分，和所述未傳輸部分開頭的默認(rèn)分片長度的部分；

47、判斷調(diào)整模塊，被配置為判斷所述當(dāng)前可搶占幀和所述中優(yōu)先級幀的時延是否滿足時延要求；若是，則以所述默認(rèn)分片長度對后續(xù)傳輸?shù)目蓳屨紟M(jìn)行分片來進(jìn)行幀搶占傳輸；若否，則調(diào)整所述默認(rèn)分片長度，以調(diào)整后的默認(rèn)分片長度對后續(xù)傳輸?shù)目蓳屨紟M(jìn)行分片來進(jìn)行幀搶占傳輸；

48、其中，所述時延要求包括：所述當(dāng)前可搶占幀的第一分片幀的第一傳輸時延、所述中優(yōu)先級幀的第二傳輸時延和所述當(dāng)前可搶占幀的剩余分片幀的第三傳輸時延之和小于等于可搶占幀最大時延，且所述中優(yōu)先級幀的第二傳輸時延與等待時延之和小于等于中優(yōu)先級幀最大時延。

49、根據(jù)本公開的實施例，所述第一幀搶占傳輸模塊，還被配置為：

50、在確定當(dāng)前待傳輸幀為中優(yōu)先級幀，且正在傳輸?shù)漠?dāng)前可搶占幀不滿足第一幀搶占條件時：

51、如果所述當(dāng)前可搶占幀的未傳輸部分小于等于所述默認(rèn)分片長度，則繼續(xù)傳輸所述當(dāng)前可搶占幀直至傳輸完成，再傳輸所述中優(yōu)先級幀；

52、如果所述當(dāng)前可搶占幀的未傳輸部分大于所述默認(rèn)分片長度，則在傳輸所述中優(yōu)先級幀之后，傳輸所述當(dāng)前可搶占幀的未傳輸部分。

53、根據(jù)本公開的實施例，所述設(shè)備還包括第二幀搶占傳輸模塊；所述第二幀搶占傳輸模塊，被配置為：

54、在確定當(dāng)前待傳輸幀為高優(yōu)先級幀時，判斷正在傳輸?shù)漠?dāng)前可搶占幀是否滿足第二幀搶占條件，若是，則根據(jù)幀搶占嚴(yán)格模式對所述當(dāng)前可搶占幀進(jìn)行幀搶占傳輸；

55、所述幀搶占嚴(yán)格模式包括：在傳輸所述當(dāng)前可搶占幀的剩余部分之前，傳輸所述高優(yōu)先級幀，并在所述高優(yōu)先級幀傳輸完成之后，傳輸所述當(dāng)前可搶占幀的剩余部分。

56、第四方面，本公開實施例中提供了一種接收設(shè)備，包括：

57、獲取模塊，被配置為在發(fā)送節(jié)點確定當(dāng)前待傳輸幀為中優(yōu)先級幀，且正在傳輸?shù)漠?dāng)前可搶占幀滿足第一幀搶占條件，并根據(jù)幀搶占松散模式對所述當(dāng)前可搶占幀進(jìn)行幀搶占傳輸時，獲取所述正在傳輸?shù)漠?dāng)前可搶占幀的第一分片幀的第一傳輸時延、所述中優(yōu)先級幀的第二傳輸時延和所述當(dāng)前可搶占幀的剩余分片幀的第三傳輸時延，并將所述第一傳輸時延、所述第二傳輸時延和所述第三傳輸時延發(fā)送至所述發(fā)送節(jié)點；

58、其中，所述幀搶占松散模式，包括：按照默認(rèn)分片長度對所述當(dāng)前可搶占幀的未傳輸部分進(jìn)行分片，獲得所述當(dāng)前可搶占幀的第一分片幀和剩余分片幀，在傳輸所述第一分片幀之后，傳輸所述中優(yōu)先級幀，并在所述中優(yōu)先級幀傳輸完成之后，傳輸所述剩余分片幀，所述第一分片幀包括：所述當(dāng)前可搶占幀的已傳輸部分，和所述未傳輸部分開頭的默認(rèn)分片長度的部分。

59、根據(jù)本公開的實施例，所述設(shè)備還包括報文發(fā)送模塊；

60、所述報文發(fā)送模塊，被配置為向所述發(fā)送節(jié)點發(fā)送鏈路層協(xié)議報文來將所述第一傳輸時延、所述第二傳輸時延和所述第三傳輸時延發(fā)送至所述發(fā)送節(jié)點，其中，所述鏈路層協(xié)議報文包括延時字段，所述第一傳輸時延、所述第二傳輸時延和所述第三傳輸時延被封裝在所述延時字段中。

61、第五方面，本公開實施例提供了一種電子設(shè)備，包括存儲器和處理器，其中，所述存儲器用于存儲一條或多條計算機(jī)指令，其中，所述一條或多條計算機(jī)指令被所述處理器執(zhí)行以實現(xiàn)如第一方面或者第二方面任一項所述的方法。

62、第六方面，本公開實施例中提供了一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)指令，該計算機(jī)指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如第一方面或者第二方面任一項所述的方法。

63、根據(jù)本公開實施例提供的技術(shù)方案，在當(dāng)前待傳輸幀為中優(yōu)先級幀，且正在傳輸?shù)漠?dāng)前可搶占幀滿足第一幀搶占條件時，根據(jù)幀搶占松散模式對當(dāng)前可搶占幀進(jìn)行幀搶占傳輸；判斷所述當(dāng)前可搶占幀和所述中優(yōu)先級幀的時延是否滿足時延要求；若是，則以默認(rèn)分片長度對后續(xù)傳輸?shù)目蓳屨紟M(jìn)行分片來進(jìn)行幀搶占傳輸；若否，則調(diào)整默認(rèn)分片長度，以調(diào)整后的默認(rèn)分片長度對后續(xù)傳輸?shù)目蓳屨紟M(jìn)行分片來進(jìn)行幀搶占傳輸。

64、本公開可以支持不同幀搶占模式的選擇，滿足不同場景下對時延的要求，既能滿足特定場景下對時延的嚴(yán)格要求，又能在一定程度上保障可搶占幀的時延。通過動態(tài)調(diào)整切片報文長度的方式，在保證高速幀的時延有界性的前提下，又保證了可搶占幀的時延有界性，提高了時間敏感網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)傳輸效率，避免現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)因業(yè)務(wù)混合導(dǎo)致的“或帶寬不足、或延遲失控”問題。

65、應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本公開。