CN108809852B - 用于时间敏感业务的弹性网络配置的方法和系统 - Google Patents

用于时间敏感业务的弹性网络配置的方法和系统 Download PDF

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Abstract

根据一些实施例，提供系统和方法，包含：在通信网络的网络驱动器处，从网络配置模块接收配置数据；基于所接收到的配置数据，配置网络驱动器；在网络驱动器处，从应用接收一个或更多个数据包；基于所接收到的配置数据，确定在数据包中存在一个或更多个隔离特征；基于一个或更多个隔离特征，传输一个或更多个数据包；以及基于所传输的一个或更多个数据包，控制所安装的产品的一个或更多个运行。提供许多其它方面。

Description

用于时间敏感业务的弹性网络配置的方法和系统
背景技术
通常，设计工业装备或资产，以执行作为工业过程的一部分的特定任务。例如，除了别的之外但无限制地，工业资产可以包括生产线上的制造装备、飞机发动机、在风力电厂上发电的风力涡轮、电厂、机车、健康护理或成像装置(例如，X射线或MRI系统)、用于在患者护理设施中使用的手术套件或用于在采矿作业中使用的钻井装备。这些资产的设计和实现往往考虑手头的任务的物理性质以及配置成操作这样的资产的环境和这些系统分配的特定操作控制两者。各种类型的控制系统在不同的传感器、装置、用户接口等之间传送数据，以便允许其它机动系统的控制运行。
这些机动系统的运行可能依赖于各种装置之间的数据的准时且准确的递送。未能在指定的时间或在指定的时间内递送一些数据这一状况可能导致机动系统的失效，这可能具有灾难性的后果。例如，未能将传感器数据递送至机车或轨道车辆系统的控制系统这一状况可能导致机车或轨道车辆系统未早到足以避免碰撞地应用制动。作为另一示例，未能将传感器数据递送至手术套件的控制系统这一状况可能导致救生措施的推迟。如果未在指定的时间或在指定的时间内供给数据，则其它控制系统可能未能实现避免对系统或其它装备的损伤或损害的保护措施。在无及时信息的情况下，反馈控制系统不能维持性能和稳定性。
一些系统可以使用时间敏感网络(TSN)来传送数据。可以使用单个装置(例如，离线调度系统)来对TSN内的通信进行调度，该装置采取通过通信装置之间的网络节点的固定不变的路径。TSN还可以接收非时间敏感通信，诸如，速率约束型通信和“尽力服务型”通信。
对时间敏感数据进行调度和转发的两个常规的途径是：1.自顶向下趋势(或走向，即trend)，其中，应用代码基于数据类别，将数据转发至不同的TSN信道；和2.自底向上趋势，其中，TSN交换机以深度包检测能力扩展，并且，基于包内容而使数据隔离。
然而，在自顶向下趋势的情况下，应用的网络化部分被完全地重写，这可能是不合要求的，并且，重写对应用开发人员造成编写成正确的路径的负担。在自底向上趋势的情况下，解空间(或解决方案空间，即solution space)可能仅限于具有深度包检测的交换机。
提供如下的系统和方法的方案将是理想的：改进通过TSN网络的通信业务流量，以优化机动系统的运行控制。
发明内容
根据一些实施例，方法包括：在通信网络的网络驱动器(或网络驱动系统，即network driver)处，从网络配置模块接收配置数据；基于所接收到的配置数据，配置网络驱动器；在网络驱动器处，从应用接收一个或更多个数据包(或数据分组，即data packet)；基于所接收到的配置数据，确定在数据包中存在一个或更多个隔离特征；基于一个或更多个隔离特征，传输一个或更多个数据包；以及基于所传输的一个或更多个数据包，控制所安装的产品的一个或更多个运行。
根据一些实施例，系统包括：所安装的产品，包括多个构件(或成分，即component)；计算机，利用网络配置模块来针对所安装的产品而对该计算机进行编程，网络配置模块用于配置通信网络，以控制所安装的产品的运行；计算机包括处理器和与处理器通信的存储器，存储器存储网络配置模块和另外的程序指令，其中，处理器以网络配置模块和另外的程序指令运行，以执行如下的功能：在通信网络的网络驱动器处，从网络配置模块接收配置数据；基于所接收到的配置数据，配置网络驱动器；在网络驱动器处，从应用接收一个或更多个数据包；基于所接收到的配置数据，确定在数据包中存在一个或更多个隔离特征；基于一个或更多个隔离特征，传输一个或更多个数据包；以及基于所传输的一个或更多个数据包，控制所安装的产品的一个或更多个运行。
根据一些实施例，非暂时性计算机可读介质存储指令，该指令在由计算机处理器运行时，促使计算机处理器执行包含以下的步骤的方法：在通信网络的网络驱动器处，从网络配置模块接收配置数据；基于所接收到的配置数据，配置网络驱动器；在网络驱动器处，从应用接收一个或更多个数据包；基于所接收到的配置数据，确定在一个或更多个数据包中存在一个或更多个隔离特征；基于一个或更多个隔离特征，传输一个或更多个数据包；以及基于所传输的一个或更多个数据包，控制所安装的产品的一个或更多个运行。
本发明的一些实施例的技术效果是改进且/或计算机化的技术和系统，其用于动态地配置网络驱动器和网络交换机，以控制通过网络的时间敏感数据和非时间敏感数据的路径。实施例为如下的过程作准备：利用配置接口来扩展网络驱动器，以允许数据的特征的隔离，而不需要重写应用，或利用专属固件来扩展使交换机。实施例为如下的过程作准备：由网络配置模块配置网络驱动器，以致于不需要对现有的应用代码进行更新。实施例为如下的过程作准备：网络配置模块配置交换机，以致于所配置的网络驱动器可以与符合IEEE802.1Qbv及相关联的标准的任何现货供应的交换机或任何其它合适的交换机一起使用。例如，实际的益处是，复杂的控制系统代码(诸如，在飞机、机车以及电厂中找到的控制系统代码)将不要求昂贵的代码改变，以利用TSN的益处。其它实际的益处包括将形成应用的数据流的分类从非时间敏感域改变成时间敏感域，而不改变原始应用。该益处的示例将是执行对资产的健康的分析的应用。分析的原始使用可以针对资产性能或健康监测。将来，系统可以使用该同一信息来改变如何基于分析的结果而积极地控制同一资产。在不改变原始应用的情况下，网络驱动器可以配置成包括在不作出任何软件改变的情况下，将现在关键的数据流进入时间敏感域中。先前非关键的数据流现在在不改变原始应用的情况下就被包括在关键业务中。利用这个以及将在下文中变得显而易见的其它优点和特征能够通过参考以下的详述和附图，从而获得对本发明的实质的更全面的理解。
其它实施例与系统和/或存储指令的计算机可读介质相关联，以执行本文中所描述的任何方法。
技术方案1. 一种方法，包含：
在通信网络的网络驱动器处，从网络配置模块接收配置数据；
基于所接收到的所述配置数据，配置所述网络驱动器；
在所述网络驱动器处，从应用接收一个或更多个数据包；
基于所接收到的所述配置数据，确定在所述数据包中存在一个或更多个隔离特征；
基于所述一个或更多个隔离特征，传输所述一个或更多个数据包；以及
基于所述所传输的一个或更多个数据包，控制所安装的产品的一个或更多个运行。
技术方案2. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述通信网络是配置为时间敏感网络(TSN)的以太网网络。
技术方案3. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述一个或更多个隔离特征是包内容、服务质量(QoS)参数、端口号以及IP目的地节点之一。
技术方案4. 根据技术方案3所述的方法，其中，所述端口是传输控制协议(TCP)端口和用户数据报协议(UDP)端口之一。
技术方案5. 根据技术方案3所述的方法，其中，所述QoS参数是关键对非关键的。
技术方案6. 根据技术方案1所述的方法，进一步包含：
在所述网络驱动器处，基于所述所确定的隔离特征，创建所述数据包的帧格式；
将一标签与所述帧格式相关联；以及
基于所述所创建的帧格式，将所述数据包打包成一个或更多个数据帧。
技术方案7. 根据技术方案6所述的方法，进一步包含：
在调度器处，从所述网络配置模型接收交换机配置数据；
在所述调度器处，接收所述一个或更多个数据帧；
基于所述交换机配置数据和所述所接收到的帧，经由所述调度器，针对所述数据帧而生成调度；以及
配置交换机，以将一个或更多个数据帧转发至目的地节点，其中，基于所述调度，转发各个数据帧。
技术方案8. 根据技术方案7所述的方法，其中，所述交换机配置数据基于所述调度和各个信道的一个或更多个优先级参数。
技术方案9. 根据技术方案7所述的方法，进一步包含：
将所述一个或更多个数据帧从所述网络驱动器传输至所述交换机；和
将所述一个或更多个数据帧从所述交换机传输至所述目的地节点。
技术方案10. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述所安装的产品是车辆、一个或更多个医学装置以及发电设施之一。
技术方案11. 一种系统，包含：
所安装的产品，包括多个构件；
计算机，其利用网络配置模块针对所述所安装的产品而被编程，所述网络配置模块用于配置通信网络，以控制所述所安装的产品的运行；
所述计算机包括处理器和与所述处理器通信的存储器，所述存储器存储所述网络配置模块和另外的程序指令，其中，所述处理器以所述网络配置模块和另外的程序指令运行，以执行如下的功能：
在所述通信网络的网络驱动器处，从所述网络配置模块接收配置数据；
基于所述所接收到的配置数据，配置所述网络驱动器；
在所述网络驱动器处，从应用接收一个或更多个数据包；
基于所述所接收到的配置数据，确定在所述数据包中存在一个或更多个隔离特征；
基于所述一个或更多个隔离特征，传输所述一个或更多个数据包；以及
基于所述所传输的一个或更多个数据包，控制所述所安装的产品的一个或更多个运行。
技术方案12. 根据技术方案11所述的系统，其中，所述通信网络是配置为时间敏感网络(TSN)的以太网网络。
技术方案13. 根据技术方案11所述的系统，其中，所述一个或更多个隔离特征是包内容、服务质量(QoS)参数以及IP目的地节点之一。
技术方案14. 根据技术方案11所述的系统，其中，所述处理器以所述网络配置模块和另外的程序指令运行，以执行进一步包含以下的功能的功能：
在所述网络驱动器处，基于所述所确定的隔离特征，创建所述数据包的帧格式；
将标签与所述帧格式相关联；以及
基于所述所创建的帧格式，将所述数据包打包成一个或更多个数据帧。
技术方案15. 根据技术方案14所述的系统，其中，所述处理器以所述网络配置模块和另外的程序指令运行，以执行进一步包含以下的功能的功能：
在调度器处，从所述网络配置模块接收交换机配置数据；
在所述调度器处，接收所述一个或更多个数据帧；
基于所述交换机配置数据和所述所接收到的一个或更多个数据帧，经由所述调度器，针对所述数据帧而生成调度；以及
配置交换机，以将一个或更多个数据帧转发至目的地节点，其中，基于所述调度，转发各个数据帧。
技术方案16. 根据技术方案15所述的系统，其中，所述交换机配置数据基于所述调度和各个信道的一个或更多个优先级参数。
技术方案17. 根据技术方案11所述的系统，其中，所述所安装的产品是车辆、一个或更多个医学装置以及发电设施之一。
技术方案18. 一种非暂时性计算机可读介质存储指令，该指令在由计算机处理器运行时，促使所述计算机处理器执行包含以下的步骤的方法：
在通信网络的网络驱动器处，从网络配置模块接收配置数据；
基于所述所接收到的配置数据，配置所述网络驱动器；
在所述网络驱动器处，从应用接收一个或更多个数据包；
基于所述所接收到的配置数据，确定在一个或更多个数据包中存在一个或更多个隔离特征；
基于所述一个或更多个隔离特征，传输所述一个或更多个数据包；以及
基于所述所传输的一个或更多个数据包，控制所安装的产品的一个或更多个运行。
技术方案19. 根据技术方案18所述的介质，其中，所述通信网络是配置为时间敏感网络(TSN)的以太网网络。
技术方案20. 根据技术方案18所述的介质，其中，所述一个或更多个隔离特征是包内容、服务质量(QoS)参数以及IP目的地节点之一。
技术方案21. 根据技术方案18所述的介质，进一步包含：
在所述网络驱动器处，基于所述所确定的隔离特征，创建所述数据包的帧格式；
将标签与所述帧格式相关联；以及
基于所述所创建的帧格式，将所述数据包打包成一个或更多个数据帧。
技术方案22. 根据技术方案21所述的介质，进一步包含：
在调度器处，从所述网络配置模型接收交换机配置数据；
在所述调度器处，接收所述一个或更多个数据帧；
基于所述交换机配置数据和所述所接收到的帧，经由所述调度器，针对所述数据帧而生成调度；以及
配置交换机，以将一个或更多个数据帧转发至目的地节点，其中，基于所述调度，转发各个数据帧。
技术方案23. 根据技术方案22所述的介质，其中，所述交换机配置数据基于所述调度和各个信道的一个或更多个优先级参数。
技术方案24. 根据技术方案18所述的介质，其中，所述所安装的产品是车辆、一个或更多个医学装置以及发电设施之一。
附图说明
图1图示根据一些实施例的系统。
图2图示根据一些实施例的流程图。
图3图示根据一些实施例的框图。
图4图示根据一些实施例的框图。
图5图示根据一些实施例的映射表。
图6图示根据一些实施例的系统的框图。
参考符号列表
100 系统
101 状态数据
102 所安装的产品
103 输入数据
104 控制系统
105 状态数据
106 通信系统
107 命令数据
108 处理器
109 数据
110 数据存储区
111 调度器
112 网络配置模块
113 应用
118 传感器
120 传感器
122 传感器数据
124 HMI/UI
126 致动器
128 通信网络
130 数据分配服务
132 QoS参数
200 过程
210 过程步骤
212 过程步骤
213 过程步骤
214 过程步骤
215 过程步骤
216 过程步骤
217 过程步骤
218 过程步骤
220 过程步骤
222 过程步骤
224 过程步骤
225 过程步骤
226 过程步骤
228 过程步骤
301 交换机
302 网络配置数据
303 数据包
304 网络驱动器
305 交换机配置数据
306 配置信道
308 网络堆栈
309 配置信道
310 调度
311 网络API
312 队列
313 队列门
314 打开位置
316 关闭位置
318 时钟
319 源节点
320 目的地
321 目的地信息
322 通信链路
404 数据帧
406 链路要求
500 配置映射表
502 隔离特征
504 规则
506 标签
600 网络配置平台
610 处理器
612 程序
614 处理逻辑
620 通信装置
630 存储器/存储装置
640 输入装置
650 输出装置。
具体实施方式
如应用所指导那样，各种类型的控制系统在不同的传感器、装置、用户接口等之间传送数据，以允许机动系统的控制运行。这些机动系统的运行可能依赖于各种装置之中的数据帧的准时且准确的递送。未能在指定的时间或在指定的时间内递送一些数据这一状况可能导致机动系统的失效，这可能具有灾难性的后果。在无及时信息的情况下，反馈控制系统不能维持性能和稳定性。如本文中所使用的，反馈控制系统可以持续地接收关于动态系统的状态的反馈，并且，可以将命令应用于致动器或其它装置，以在存在“噪声”(例如，扰动系统的任何随机事件)的情况下，维持期望的结果。反馈控制系统可以持续地接收反馈且作出调整，以维持期望的状态。在一个或更多个实施例中，系统的性能可能取决于状态信息的及时接收。如果状态反馈信息推迟，则整个控制系统可能变得不稳定，并且，可能失去控制，从而造成突变行为。
一些系统可以使用时间敏感网络(TSN)来传送与控制系统中所使用的具体应用相关联的数据。TSN可以至少部分地由时间敏感网络化任务组所开发的一组标准定义，并且，包括IEEE 802.1标准中的一个或更多个。TSN内的时间敏感通信可以是调度的，而非时间敏感通信(诸如，速率约束型通信和“尽力服务型”通信)可以是非调度的(例如，从头到尾无确定性延迟地传输)。
通常，使TSN扩展至网络应用的方案要求(1)对应用代码的修改，或(2)对网络交换机固件的修改。然而，对应用代码进行更新的方案可能是不合要求的，因为，(a)应用代码不可用，(b)可能已在某种程度上验证应用代码，并且，必须针对每一应用而重新检验所运行的控制环的方案可能是不合要求的，且/或(c)可以使软件开发人员和非领域专家面临网络化调度问题。而且，修改网络交换机固件的方案可能是不合要求的，因为(a)可以消除现货供应的交换机的使用，从而限制交换机的选择，并且因为(b)实现对网络交换机固件的专属改变需要额外的努力和支持。
在一个或更多个实施例中，网络驱动器可以由外部网络配置模块配置，以便不需要对应用代码进行更新。网络驱动器的配置可以指导网络驱动器如何基于不同的规则对数据进行分类。网络驱动器可以随后基于分类而对数据进行打包，且随后将打包的数据发送至交换机。在一个或更多个实施例中，交换机还可以由网络配置模块配置。交换机配置可以针对每一调度，且至少部分地基于数据的分类，指导交换机如何/何时将数据发送至最终目的地。在一个或更多个实施例中，调度可以包括关于何时将一个或更多个网络队列的一个或更多个门打开和关闭以允许数据的传输的指令。
术语“所安装的产品”应当被理解为包括任何种类的机械地运行的实体或资产，包括(但不限于)喷气发动机、机车、燃气涡轮和风力电厂以及如它们的所合并的辅助系统。术语最有用地应用于大型复杂机动系统，其带有安装在系统中的许多移动零件、大量传感器以及控制装置。术语“安装”包括整合成物理操作，诸如，被动态地控制运行的飞机的机群中的发动机、与铁路作业有关的机车、作业厂房建筑中或作为作业厂房建筑的一部分的设备构造或者工厂或供应链中的机器等的使用。如本文中所使用的，术语“所安装的产品”、“资产”以及“机动系统”可以可互换地使用。
如本文中所使用的，术语“自动地”可以指例如可以几乎无或无人机交互地执行的动作。
转到图1，根据一些实施例，提供系统100的体系结构的框图。系统100可以包括至少一个所安装的产品102。如上文所注意到的，在各种实施例中，所安装的产品102可以是复杂的机械实体，诸如，工厂的生产线、燃气式发电厂、机群(例如，两个或更多个飞机或其它资产)中的飞机上的喷气发动机、风力电厂、机车等。所安装的产品102可以包括控制系统104，控制系统104基于由所安装的产品的装置获得或生成且/或在所安装的产品的装置之间传送的数据，对所安装的产品的运行进行控制，并且，在两个所安装的产品之间，或在三个或更多个所安装的产品之间等，传送信息，以允许所安装的产品的自动化控制，以给所安装的产品的操作人员提供信息。
在一个或更多个实施例中，系统100可以包括通信系统106。通信系统106可以被控制系统104(“控制装置”)用于在受控制系统104控制的所安装的产品102和/或控制系统104的装置两者之间或者在其三者或以上之间，传送数据。控制系统104可以表示硬件电路系统，该硬件电路系统包括一个或更多个处理器108(例如，微处理器、集成电路、现场可编程门阵列等)，且/或与处理器108连接，其中，处理器108执行操作，以控制所安装的产品102。在一个或更多个实施例中，可以以使用一个或更多个所安装的产品102的工业过程的连续或物流模型来编程处理器108。
在一个或更多个实施例中，控制系统104可以包括计算机数据存储区110，计算机数据存储区110可以给调度器111和网络配置模块112提供信息，并且，可以存储来自调度器111和网络配置模块112的结果。通信系统106可以将数据从所安装的产品102和数据存储区110中的至少一个供给到调度器111和网络配置模块112。网络配置模块112可以包括一个或更多个处理元件108。处理器108可以是例如常规的微处理器，并且，可以运行，以对网络配置模块112的总体运作进行控制。
在一个或更多个实施例中，网络配置模块112可以给网络驱动器304提供配置指令302 (图3)。配置指令302可以给网络驱动器304提供规则，以便网络驱动器对数据包进行分类，基于分类而创建数据包的帧格式，且随后基于所创建的帧格式，将数据包打包成一个或更多个数据帧。
在一个或更多个实施例中，网络配置模块112可以将交换机配置数据305传输至调度器111，以生成调度310(图4)，以便针对每一调度310，通过通信系统而传输各个数据帧。在一个或更多个实施例中，调度器111还可以从应用113和/或工具链或任何其它合适的来源接收网络拓扑结构描述和路径或链路要求406(例如，时间敏感路径、最大延迟、物理链路带宽、帧大小(“有效负载”)以及帧目的地的指示)。如本文中所使用的，“最大容许延迟”可以指数据帧可以到达目的地的最晚时间。调度器111还可以接收目的地信息321(例如，以太网地址)。在一个或更多个实施例中，可以使用链路层发现协议(LLDP)来收集针对各个数据帧的目的地320的调度之前的关于网络的信息。在一个或更多个实施例中，可以通过由控制系统104所运行的应用而提供目的地信息321。
在一个或更多个实施例中，控制系统104可以基于所传输的(若干)数据帧404，对所安装的产品102的一个或更多个运行进行控制。
在一个或更多个实施例中，数据存储区110可以包含硬盘驱动器、RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)、闪速存储器等中的一个或更多个的任何组合。数据存储区110可以存储软件，该软件对处理器108、调度器111和网络配置模块112进行编程，以执行如本文中所描述的功能性。
在一些实施例中，通信系统106可以将来自调度器111和网络通信模块112(以及其中所包括的元件)中的至少一个的输出供给至用户平台124中的至少一个，供给回到所安装的产品102，或供给至其它系统。在一些实施例中，用户平台124、所安装的产品102及其它系统所接收的信号可能导致所安装的产品102的一个或更多个物理元件的状态或条件或另一属性中的修改。
通信系统106可以在所安装的产品102的若干装置(诸如，传感器118、120，其对信息进行监测、测量、记录等，并且，将该信息作为传感器数据122而传送)之间传送数据。可以经由通信系统106而通信的另一装置可以包括人机接口(HMI)或用户接口(UI)124，其接收将对通信系统106或控制系统104的用户或操作人员呈现的输出或状态数据101，并且，可以将从用户或操作人员接收的输入数据103传送至控制系统104的一个或更多个其它装置。HMI/UI 124可以表示显示器装置、触摸屏、膝上型电脑、平板电脑、手机、扬声器、触觉装置或将信息传送或输送至用户或操作人员的其它装置。根据本文中所描述的实施例中的任一个，用户可以经由HMI/UI 124之一而访问系统100，以查看关于所安装的产品102的信息，且/或管理所安装的产品102。
在一个实施例中，传感器118、120中的至少一个可以是生成视频或图像数据的相机、X射线探测器、拾音器装置、转速计、全球定位系统接收器、无线装置或另一装置，其中，无线装置传输无线信号，并且，探测无线信号的反射，以便生成表示墙后、车或其它不透明体旁的人体或物体的图像数据。
可以使用通信系统106来通信的另一装置可以包括一个或更多个致动器126，致动器126可以表示移动，以执行受控制系统104控制的所安装的产品102的一个或更多个运行的装置、装备或机械设备。致动器126的示例包括制动器、节流阀、机器人装置、医学成像装置，灯、涡轮等。致动器126可以经由通信系统106而将致动器126的状态数据105传送至所安装的产品102的一个或更多个其它装置。状态数据105可以表示发送状态数据105的致动器126的位置、状态、健康等。致动器126可以经由通信系统106而从所安装的产品或控制系统的一个或更多个其它装置接收命令数据107。命令数据107可以表示指导致动器126如何且/或何时移动、运行等的指令。
在一个或更多个软件应用113的命令下，控制系统104可以经由通信系统106而在两个装置之间或者在三个或更多个装置之间传送(例如，接收、传输且/或广播)各种各样的数据。例如，控制系统104可以将命令数据107传送至装置中的一个或更多个，且/或从装置中的一个或更多个接收数据109(诸如，状态数据105和/或传感器数据122)。虽然装置在图1中显示为发送某些数据或接收某些数据，但任选地，装置可以发送且/或接收其它类型的数据。例如，传感器118、120可以接收数据且/或发送其它类型的数据。
通信系统106使用通信网络128来在装置和/或控制系统104两者之间或者在其三者或以上之间传送数据，该通信网络128可以使用数据分配服务130来传送数据。如在本领域中已知的，数据分配服务130是可以更容易地在网络上配置发布者和订阅者的网络“中间件”应用。可以使用其它中间件应用。在其它实施例中，不包括数据分配服务130，并且，(若干)应用113可以独自管理所安装的产品102(及其装置)。网络128(来自图1)是时间敏感网络，但备选地可以是另一类型的网络。例如，装置(包括与系统100相关联的装置和本文中所描述的任何其它装置)可以经由任何通信网络而交换信息，通信网络可以是局域网(“LAN”)、城域网(“MAN”)、广域网(“WAN”)、专属网络、公用交换电话网络(“PSTN”)、无线应用协议(“WAP”)网络、蓝牙网络、无线LAN网络以及/或互联网协议(“IP”)网络(诸如，互联网、内联网或外联网)中的一个或更多个。注意到，本文中所描述的任何装置可以经由一个或更多个这样的通信网络而通信。
数据分配服务130可以表示装置与网络之间的对象管理组(OMG)装置间中间件通信标准。数据分配服务130可以允许发布者与订阅者之间的通信。术语“发布者”可以指装置104、118、120、124以及126，其将数据发送至其它装置104、118、120、124、126，并且，术语“订阅者”可以指装置104、118、120、124以及126，其从其它装置104、118、120、124以及126接收数据。数据分配服务130是网络独立的(network agnostic)，因为，数据分配服务130可以在各种各样的网络(诸如，作为一个示例，以太网网络)上运行。数据分配服务130可以在借以传送数据的网络与传送数据的应用(例如，装置104、118、120、124以及126)之间运行。装置104、118、120、124以及126可以遍及分布的区域而发布和订阅数据，以许可在装置104、118、120、124以及126之间共享多种多样的信息。
在一个实施例中，数据分配服务130可以被装置104、118、120、124以及126用于通过网络128而传送数据101、103、105、107、109、122，其中，网络128可以在所安装的产品102的以太网网络上运行。网络128可以至少部分地由时间敏感网络化任务组(Time-SensitiveNetworking Task Group)所开发的一组标准定义，并且，包括IEEE 802.1标准中的一个或更多个。虽然以太网网络可以不以TSN来运行，但这样的网络可能是不确定的，并且，可能按未确保数据在指定的时段内或在指定的时间传送的随机或伪随机的方式传送数据帧或包。在非TSN的以太网网络的情况下，可能无法得知数据将何时到达目的地，或可能无法得知将不会丢失数据。该不确定的途径可以基于“尽力服务型”。在该不确定的途径或“尽力服务型”途径中，网络驱动器可以从应用接收数据，并且，为本身确定如何打包且发送数据。结果，在对于装置使用数据来运行的足够时间内，一些数据可能未到达经由非TSN的以太网网络而连接的装置。关于一些控制系统，如上所述，数据的迟到可能具有灾难性的后果。然而，基于TSN的以太网网络可以规定何时发生某些数据通信，以确保在指定的时段内或在指定的时间，传送某些数据帧或包。基于TSN的以太网网络内的数据传输可以基于网络的全局时间或时标，对于网络中的装置或与网络连接的装置，全局时间或时标可以是相同的，其中，对于装置中的至少一些装置，装置通信的时间或时隙为调度的。
通信系统106可以使用网络128来在装置104、118、120、124以及126两者之间或者在其三者或以上之间传送数据(在一些实施例中，使用数据分配服务130)，以便维持某些装置104、118、120、124以及126的服务质量(QoS)参数132。如本文中所使用的，“QoS”可以指时间敏感网络化服务质量。在一个或更多个实施例中，装置104、118、120、124以及126的QoS参数132可以表示对在装置104、118、120、124以及126两者之间或者在其三者或以上之间的数据通信的要求，诸如，在装置104、118、120、124以及126两者之间或者在其三者或以上之间传送数据的时间量或延时的上限。
在一个或更多个实施例中，QoS参数132可以规定两个或更多个装置104、118、120、124以及126两者之间或者其三者或以上之间的通信中的数据吞吐量的下限或最小值。在一个或更多个实施例中，可以使用QoS参数132来确保与一个或更多个装置104、118、120、124以及126通信、传送至一个或更多个装置104、118、120、124以及126以及/或在两个或更多个装置104、118、120、124以及126之间传送的数据按及时方式(例如，在指定的时间或在指定的时段内)接收。在一个或更多个实施例中，QoS参数132可以由一个或更多个其它参数定义。这些其它参数的示例可以包括截止期限参数、延迟参数以及/或输送优先级参数。
在一个或更多个实施例中，截止期限参数可以规定可利用于发送且/或接收与具体的主题相关联的数据的时间量的上限或最大值。在一个或更多个实施例中，截止期限参数可以与数据在应用、操作系统以及网络中消耗的总时间有关。在由一个或更多个指定的装置(例如，测量所安装的产品的具体的特性(诸如，速度、功率输出等)的传感器)发布数据时，数据可以与具体的主题相关联。于是，数据可以表示具体的特性(即使数据在不同的时间来自不同的装置)，且/或被指引至同一装置(例如，同一致动器126)。
在一个或更多个实施例中，延迟参数可以规定将数据递送至订阅装置104、118、120、124以及126的过程中的时间推迟的上限或最大值。例如，传感器118、120可以发布表示所安装的产品的运行的数据122，并且，HMI/UI 124、致动器126以及/或控制系统104可以要求在由传感器118、120发布数据122之后的指定的时段内，接收传感器数据122。例如，对于传送达到或超过指示危险条件的指定的阈值的马达或发动机的温度的传感器118，控制系统104和/或致动器126可能需要在指定的时段内接收该温度，以允许控制系统104和/或致动器126实现响应动作(诸如，减小发动机或马达的速度、关闭发动机或马达等)。在一个或更多个实施例中，延迟参数可以指数据仅在网络中消耗的时间。在一个或更多个实施例中，TSN 128可以仅与推迟的网络部分有关(与应用和操作系统部分中的推迟截然相反)。
在一个或更多个实施例中，输送优先级参数可以指示装置104、118、120、124以及126中的两个或更多个之间的对于网络的相对优先级。一些装置104、118、120、124以及126可以具有比其它装置104、118、120、124以及126更高的优先级，以接收(或订阅)某些所识别的类型或来源的数据。类似地，一些装置104、118、120、124以及126可以具有比其它装置104、118、120、124以及126更高的优先级，以发送(或发布)某些所识别的类型或来源的数据。具有比其它装置104、118、120、124以及126更高的优先级的订阅装置104、118、120、124以及126可以在较低优先级的装置104、118、120、124以及126之前经由网络从数据的来源而接收相同的数据。与较低优先级的装置104、118、120、124以及126相比，具有比其它装置104、118、120、124以及126更高的优先级的发布装置104、118、120、124以及126可以将由较高优先级的装置104、118、120、124以及126获得或生成的数据发送至网络中。
在一个或更多个实施例中，装置104、118、120、124以及126的QoS参数132可以由截止期限参数，延迟参数以及/或输送优先级参数中的一个或更多个或组合定义。在一个或更多个实施例中，QoS参数132可以随后被调度器111用于确定TSN内的数据传输调度310(在一些实施例中，使用数据分配服务130)。数据传输调度310可以规定在沿着路径的节点处的网络内传送数据的时间。然而，通过提供“沿着路径的节点”的时间，调度还提示路径本身。发明人注意到，如果存在采取共同的路径的许多TSN流，则所提示的路径可能不明显。
转到图2-5，提供根据一些实施例的运行的示例的流程图和框图。具体地，图2提供根据一些实施例的过程200的流程图。过程 200和本文中所描述的任何其它过程可以使用硬件(例如，(若干)电路)、软件或手动部件的任何合适的组合来执行。例如，计算机可读存储介质可以在其上存储指令，这些指令在由机器运行时，导致根据本文中所描述的实施例中的任一个的执行。在一个或更多个实施例中，调节系统100，以执行过程200，以致于系统是配置成执行通用计算机或装置不可执行的运行的专用元件。实施这些过程的软件可以由任何非暂时性有形介质(包括固定盘、软盘、CD、DVD、闪存盘或磁带)存储。将在下文中关于系统的实施例而描述这些过程的示例，但实施例不限于此。本文中所描述的(若干)流程图并不意味着步骤的固定顺序，并且，本发明的实施例可以按任何可行的顺序实践。
在一个或更多个实施例中，网络128可以包括多个目的地320或节点。节点可以经由一个或更多个通信路径322或链路而连接至通信系统。通信链路322可以经由端口和/或交换机301而彼此连接。在一个或更多个实施例中，两个或更多个数据帧传输路径或流可以重叠。数据帧404可以在这些传输路径重叠的位置处冲突，并且，冲突可能导致帧丢失，而未递送至其相应的目的地320。照此，调度器310可以以所调度的帧将非调度的/尽力服务型的帧适配到调度310中，以便数据帧404不冲突，相反，在适当的时间，到达适当的目的地。
在一个或更多个实施例中，TSN网络128可以包括多个队列312(例如，队列0、1、2、3、4……7等)，队列312用于将数据帧404传输至其相应的目的地320。在一个或更多个实施例中，队列可以存在于交换机301的所有的接口(终端系统(例如，装置)上的接口和各个端口(连接件)中的接口两者)中。在一个或更多个实施例中，各个队列312可以包括门313，门313可以位于打开位置314或关闭位置316上，并且，在位于打开位置314上时，可以仅允许传输数据帧404。在一个或更多个实施例中，可以使队列门313的运行与同一时钟318同步。需要注意的是，尤其对于高优先级的业务，同步是很重要的，以确保在正好合适的时间将门关闭，从而避免冲突，且针对每一调度310而通过网络来得到数据帧。在一个或更多个实施例中，调度器111基于所接收到的输入，运行运算，以确定沿着流的路径的开/关门时间，从而如应用113所指定那样，满足目的地320和到达时间(例如，最大延迟内)。在一个或更多个实施例中，如TSN标准中所描述那样，调度310的内容指定沿着流的路径的门的打开/关闭。
在一个或更多个实施例中，在开始过程200之前，可以创建配置映射表500(图5)，以识别在数据包中可能出现的至少一个隔离特征或性质502。如本文中所使用的，“隔离特征”和“性质”可以可互换地使用。在一个或更多个实施例中，配置映射表500还可以提供关于如何基于所识别的隔离特征502而创建数据包的帧格式的规则504。在一个或更多个实施例中，配置映射表500可以包括与各个隔离特征502相关联的标签506。在一个或更多个实施例中，填入配置映射表500的隔离特征502和规则504可以由系统和网络管理员中的至少一个提供。在一个或更多个实施例中，隔离特征502可以是QoS参数132、端口号、包内容以及IP目的地节点中的至少一个。可以使用其它合适的隔离特征502。例如，隔离特征502可以是指示数据包为关键数据包或非关键数据包之一的QoS参数。在一个或更多个实施例中，包内容可以与具体的主题相关联。预定义的“主题”可以是隔离特征502。
如将在下文中进一步描述的，在一个或更多个实施例中，在创建帧格式之后，网络驱动器可以随后基于所创建的帧格式，将数据包打包成一个或更多个数据帧404。需要注意的是，通过具有网络驱动器，从而基于隔离特征而创建帧格式，不需要对应用本身作出改变来将数据包例如从“尽力服务型”通信改变成“时间敏感”(例如，调度的)通信。
如上所述，TSN网络128可以允许在同一网络中，传输两个类别的通信(例如，调度的和尽力服务型的/随机的)。通常，除非被应用专门标记，否则标准可以是，将所有的通信都作为“尽力服务型”(例如，非调度的)而发送。尽力服务型消息(帧)意味着，“尽力服务型”试图将帧输送至其目的地。例如，网络将尝试递送帧，但网络可能失效或耗费长时间来递送帧。控制系统中的这样的帧丢失或推迟可能是灾难性的，例如，系统可以变得不稳定，作为几个示例，从而造成发电机爆炸，飞机发动机在飞行中发生故障，或医学系统产生错误读数。由(若干)系统设计师确定数据流是时间敏感型，还是尽力服务型。取决于系统需要，实施例允许共同的可再次使用的应用块在不同的系统中作为尽力服务型或时间敏感型而再次使用。在先前描述的分析应用中，所创建的数据流(健康或性能分析)未暗示上下文。系统使用数据的目的可以创建上下文，并且，在上下文中，可以确定数据应当被视为关键型和时间敏感型或非关键型和尽力服务型。
如图3中所示，例如，TSN 128可以包括网络堆栈308，网络堆栈308可以通过在系统100中的不同的装置之间传送数据包的网络化装置(诸如，路由器)、交换机(例如，以太网交换机)或其它装置而按路线发送数据和信息。网络堆栈308可以由若干运行或功能层(例如，网络应用程序接口(API)311、操作系统(OS)312、一个或更多个网络驱动器 304以及硬件314组成。在运行的期间，源节点319处的应用113可以传输一个或更多个数据包303，以控制所安装的产品102的运行。虽然图3仅示出两个节点，但这仅仅是示例，并且，系统100可以包括任何合适的数量的节点。在一个或更多个实施例中，两个节点可以具有在它们之间的多个链路，这在确保可靠性的同时，可以对数据的传输进行备份/复制(例如，如果一个数据的传输失效，则该数据将在另一链路上传输的方法)。
首先，在S210，在网络驱动器304处，接收网络配置数据302。在一个或更多个实施例中，网络配置数据302可以存储于配置映射表500中。在一个或更多个实施例中，网络配置数据302可以经由配置信道306而从网络配置模块112传输至网络驱动器304。
在一个或更多个实施例中，在接收网络配置数据302之前，网络驱动器304可以针对“尽力服务型”的每一缺省帧格式，对构成数据包303的数据帧404进行打包，除非与包相关联的数据另有指示。通常，为了改变发送数据包的方式(例如，为了从“尽力服务型”改变成调度/时间敏感型)，将应用处作出改变以建立不同的路径。在一个或更多个实施例中，另一方面，代替从“尽力服务型”改变成时间敏感型的应用，在网络驱动器处，作出改变。如上所述，改变网络驱动器而非应用可以是有益的，因为，(a)应用代码不可用，(b)可能已在某种程度上验证应用代码，必须针对每一应用而重新检验所运行的控制环的方案可能是不合要求的，且/或(c)可以使软件开发人员和非领域专家面临网络化调度问题。
随后，在S212中，基于所接收到的配置数据302，配置网络驱动器304。在一个或更多个实施例中，网络配置模块112可以经由配置数据302不但指定在标注/隔离数据包303时供网络驱动器304使用的标准，而且还针对不同的路径而指定QoS参数132。在一个或更多个实施例中，可以针对终端系统和交换机两者而指定QoS参数132。在一个或更多个实施例中，网络配置模块112还可以设置TSN 128的运行的其它参数。在一个或更多个实施例中，网络驱动器304可以配置成：分析所接收到的数据包303，以确定适当的帧格式，以便进一步传输数据包303；标注数据包，以指示适当的帧格式；且随后将数据包303分成具有适当的帧格式的一个或更多个数据帧404。
随后，在S214，在网络驱动器304处，接收一个或更多个数据包303。在一个或更多个实施例中，应用113针对来自网络API 311的每一指令，将数据包303传输至网络堆栈308，具体地，传输至网络驱动器304。在一个或更多个实施例中，应用113可以将数据包303作为“尽力服务型”数据包而传输。如将在下文中进一步描述的，网络驱动器304可以随后拦截该数据包，并且，可以根据配置映射表500中的规则而隔离/标注包。如将在下文中进一步描述的，交换机301还可以使用隔离/标注来使数据帧隔离到不同的路径中。
在一个或更多个实施例中，网络驱动器304可以关于所接收到的配置数据302，分析所接收到的数据包303。在一个或更多个实施例中，分析可以确定所接收到的数据包303是否包括S216中的任何隔离特征。在隔离期间，在一个或更多个实施例中，网络驱动器304可以确定配置数据302中所包括的任何特征是否与数据包303中的任何隔离特征502相同或大体上相同。
在一个或更多个实施例中，数据包303中的特征可以与待识别为隔离特征502的特征的配置映射表500中的隔离特征502精确地匹配。在一个或更多个实施例中，数据包303中的特征可以大体上(但非精确地)与配置映射表500中的隔离特征502匹配，以给网络驱动器304确定存在隔离特征。在一个或更多个实施例中，阈值可以应用于确定未与配置映射表500中的隔离特征502精确匹配的特征是否仍然可以被认为是隔离特征。例如阈值可以是10%，以致于如果数据包303中的特征与配置映射表500中的隔离特征502的90%或更多匹配，则特征可以被认为是隔离特征。可以使用其它合适的阈值。在一个或更多个实施例中，阈值可以由管理员或任何其它合适的参与者设置。在一个或更多个实施例中，可以使用熵(例如，数据的随机程度)来随机地使业务类别隔离。具体地，熵可以与帧的压缩的程度有关。例如，可运行数据导致处理器的二进制输出可能很复杂，并且，可能随后难以压缩；该输出可能具有较低程度的压缩性。另一方面，文本文档可能相对更简单，且随后易于压缩；文本文档可能具有较高程度的压缩性。在一个或更多个实施例中，可以使用阈值来确定压缩的程度是与尽力服务型分类相关，还是与时间敏感型分类相关。在一个或更多个实施例中，对于寿命关键的运行，例如，可以使用精确匹配。
如果在S216中，确定数据包303不包括隔离特征502，则过程继续进行至S217，并且，给数据包可以分配如管理员或其它合适的参与者所设置的缺省优先级(例如，最高/“白名单”优先级或最低/“黑名单”)。如果，在S216中，确定数据包303包括隔离特征502，则数据包303可以基于所确定的隔离特征，以标签506标注，以指示S218中的适当的帧格式。在一个或更多个实施例中，标签506可以指示帧的优先级中的至少一个(例如，优先于其它帧，并且，如果存在拥塞，且帧具有较低的优先级，则帧可能丢失)、调度时间帧(表现为最大容许延迟的形式)、可靠性指示符以及业务整形元素。例如，数据包303可以包括作为隔离特征502的“端口1234”。基于配置映射表500，带有端口1234隔离特征的数据包303可以使用与所有的其它非调度的包截然不同的VLAN ID(虚拟局域网识别)。在该示例中，“VLAN_ID 1”可以是该数据包303的标签506，而可以利用“VLAN_ID 0”506来标注所有其它的包。在一个或更多个实施例中，经由驱动器而在软件中完成标注。在一个或更多个实施例中，配置映射表500可以包括规则的层级，由此，如果探测到多个隔离特征502，则具有更高的优先级的规则可以应用于数据帧。随后网络驱动器304可以将数据包303分成具有与S220中的标签506相应的帧格式的一个或更多个数据帧404。
随后，在S222中，一个或更多个数据帧404可以从网络驱动器304传输至交换机301。
在S224中，配置交换机301。在一个或更多个实施例中，调度器111可以从网络配置模块112接收交换机配置数据305作为输入。交换机配置数据305可以经由配置信道309而从网络配置模块112传输至调度器111。调度器111还可以从网络驱动器304接收包括标签304的数据帧404作为输入。调度器111可以随后基于输入而生成调度310，以配置交换机301，并且，建立流向目的地节点320的流。在一个或更多个实施例中，交换机301可以对从网络驱动器304接收的所有的数据帧404进行监测，并且，可以基于调度310而判别和转发数据帧404。在一个或更多个实施例中，“交换机的配置”可以描述门313的调度的打开和关闭。
虽然图4示出位于交换机301内的调度器111，但调度器111可能存在于网络128内的任何位置。在一个或更多个实施例中，调度器111可以与所有的交换机和终端系统通信，以配置这些交换机和终端系统。在一个或更多个实施例中，调度器111还可以作为输入而接收数据帧的目的地320(表现为目的地信息321的形式)，并且，从应用和/或工具链或任何其它合适的来源接收网络拓扑结构描述和路径或链路要求406(例如，时间敏感路径、最大延迟、物理链路带宽、帧大小(“有效负载”)的指示)。调度器111可以接收其它合适的输入。
随后，在S226中，运行调度310，并且，基于调度310，通过网络128而传输一个或更多个数据帧404。且随后，在S228中，可以基于所传输的数据帧404，对所安装的产品102的一个或更多个运行进行控制。例如，如上所述，基于所传输的数据帧404，机车或轨道车辆系统可能未足够早地应用其制动器以避免冲突。
在一个或更多个实施例中，当运行调度310时，调度310可以动态地改变。例如，关于反馈控制系统，例如，系统可以被委派维持系统的稳定性的任务，并且，可以对QoS参数输入作出改变。这些改变可以反馈至网络配置模块112，以动态地改变数据包或数据包中的至少一个数据帧的隔离和标注，这转而在运行调度310时，可以改变调度310。
注意到，本文中所描述的实施例可以使用任何数量的不同的硬件配置来实现。例如，图6图示网络配置平台600，例如，网络配置平台600可以与图1的系统100相关联。网络配置平台600包含网络配置处理器610(“处理器”)，诸如，表现为单芯片的微处理器的形式的一个或更多个市场上可买到的中央处理器(CPU)，网络配置处理器610耦合至通信装置620，通信装置620配置成经由通信网络(未在图6中示出)而通信。可以使用通信装置620与例如一个或更多个用户通信。网络配置平台600进一步包括输入装置640(例如鼠标和/或键盘，用于输入信息)和输出装置650(例如，用于输出且显示所安装的产品信息)。
处理器610还与存储器/存储装置630通信。存储装置630可以包含任何适当的信息存储装置，包括磁存储装置(例如，硬盘驱动器)、光存储装置、手机以及/或半导体存储器装置的组合。存储装置630可以存储程序612和/或网络配置处理逻辑614用于控制处理器610。处理器610执行程序612、614的指令，且从而根据本文中所描述的实施例中的任一个而运行。例如，处理器610可以接收数据，且随后可以应用程序612、614的指令，以配置网络驱动器和交换机。
程序612、614可以按压缩、未经编译和/或加密格式存储。此外，程序612、614可以包括其它程序元素(诸如，操作系统、数据库管理系统以及/或装置驱动器)，这些程序元素被处理器610用于与外围装置接口连接。
如本文中所使用的，可以“接收”或“传输”信息，例如：(i)从另一装置至平台600；或(ii)从另一软件应用、模块或任何其它来源至平台600内的软件应用或模块。
如本领域技术人员将意识到的，本发明的方面可以实施为系统、方法或计算机程序产品。因此，本发明的方面可以表现为全硬件实施例、全软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)或使软件和硬件方面组合的实施例的形式，通常，在本文中，这些实施例全都可以被称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本发明的方面可以表现为计算机程序产品的形式，该计算机程序产品在一个或更多个(若干)计算机可读介质中实施，该计算机可读介质具有在其上实施的计算机可读程序代码。
图中的流程图和框图图示根据本发明的各种实施例的系统、方法以及计算机程序产品的可能的实现方案的体系结构、功能性以及运行。在这点上，流程图或框图中的各块可以表示模块、段或一部分代码，其包含一个或更多个可运行指令，用于实现所指定的(若干)逻辑功能。还应当注意到，在一些备选的实现方案中，块中所注意到的功能可能与不以图中所注意到的顺序出现。例如，取决于所涉及的功能性，接连地示出的两个块实际上可以大体上同时地运行，或块有时可以按相反的顺序运行。还将注意到，框图和/或流程图图示的各个块以及框图和/或流程图图示的块的组合能够由执行所指定的功能或动作的基于专用硬件的系统或专用硬件和计算机指令的组合实现。
应当注意到，本文中所描述的任何方法都能够包括如下的另外的步骤：提供系统，该系统包含在计算机可读存储介质上实施的截然不同的软件模块；模块能够包括例如在框图中描绘且/或在本文中描述的任何元件或所有的元件。于是，能够使用如上所述地在一个或更多个硬件处理器610(图6)上运行的系统的截然不同的软件模块和/或子模块来实行方法步骤。而且，计算机程序产品能够包括计算机可读存储介质，该介质具有代码，该代码适应于实现来实行本文中所描述的一个或更多个方法步骤，包括提供具有截然不同的软件模块的系统。
本书面描述使用示例来公开本发明，包括优选的实施例，并且，还允许本领域任何技术人员实践本发明，包括制作并使用任何装置或系统和执行任何合并的方法。本发明的专利范围由权利要求定义，并且，可以包括本领域技术人员所想到的其它示例。如果这样的其它示例具有并非与权利要求的字面语言不同的结构元件，或如果这些示例包括与权利要求的字面语言无实质的差异的等效的结构元件，则这些示例旨在属于权利要求的范围内。能够由本领域普通技术人员使来自所描述的各种实施例的方面以及关于各个这样的方面的其它已知的等效物混合且匹配，以构造根据本申请的原理的另外的实施例和技术。
本领域技术人员将意识到，能够在不背离权利要求的范围和实质的情况下，配置上述的实施例的各种改编和修改。因此，将理解到，可以按除了如在本文中具体地描述的方式之外的方式实践权利要求。

Claims (18)

1.一种用于配置网络的方法，包含：
在通信网络的网络驱动器处，从网络配置模块接收网络配置数据；
基于所接收到的网络配置数据，配置所述网络驱动器；
在所述网络驱动器处，从应用接收一个或更多个数据包；
基于所接收到的网络配置数据，确定在所述数据包中存在一个或更多个隔离特征，所述一个或更多个隔离特征是数据包内容、服务质量QoS参数、端口号以及IP目的地节点之一；
在所述网络驱动器处基于所述一个或更多个隔离特征为所述一个或更多个数据包创建帧格式；
基于所述帧格式将所述一个或更多个数据包打包成一个或更多个数据帧；
在调度器处，从所述网络配置模块接收交换机配置数据；
在所述调度器处，接收所述一个或更多个数据帧；
基于所述交换机配置数据和所述一个或更多个数据帧，经由所述调度器，针对所述一个或更多个数据帧生成调度；
配置交换机，以将所述一个或更多个数据帧转发至目的地节点，其中，基于所述调度来转发每个数据帧，所述调度包括所述交换机的队列的一个或更多个门的经调度的打开和关闭；以及
基于所转发的一个或更多个数据帧，控制所安装的产品的一个或更多个操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述通信网络是配置为时间敏感网络TSN的以太网网络。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述端口是传输控制协议TCP端口和用户数据报协议UDP端口之一。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述QoS参数指示数据包为关键数据包或非关键数据包之一。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包含：
将标签与所述帧格式相关联。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述交换机配置数据基于所述调度和每个信道的一个或更多个优先级参数。
7.根据权利要求5所述的方法，进一步包含：
将所述一个或更多个数据帧从所述网络驱动器传输至所述交换机；以及
将所述一个或更多个数据帧从所述交换机传输至所述目的地节点。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述所安装的产品是车辆、一个或更多个医学装置以及发电设施之一。
9.一种用于配置网络的系统，包含：
所安装的产品，包括多个构件；
计算机，其利用网络配置模块针对所安装的产品而被编程，所述网络配置模块用于配置通信网络，以控制所安装的产品的操作；
所述计算机包括处理器和与所述处理器通信的存储器，所述存储器存储所述网络配置模块和另外的程序指令，其中，所述处理器利用所述网络配置模块和另外的程序指令操作，以执行如下功能：
在所述通信网络的网络驱动器处，从所述网络配置模块接收网络配置数据；
基于所接收到的网络配置数据，配置所述网络驱动器；
在所述网络驱动器处，从应用接收一个或更多个数据包；
基于所接收到的网络配置数据，确定在所述数据包中存在一个或更多个隔离特征，所述一个或更多个隔离特征是数据包内容、服务质量QoS参数、端口号以及IP目的地节点之一；
在所述网络驱动器处基于所述一个或更多个隔离特征为所述一个或更多个数据包创建帧格式；
基于所述帧格式将所述一个或更多个数据包打包成一个或更多个数据帧；
在调度器处，从所述网络配置模块接收交换机配置数据；
在所述调度器处，接收所述一个或更多个数据帧；
基于所述交换机配置数据和所述一个或更多个数据帧，经由所述调度器，针对所述一个或更多个数据帧生成调度；
配置交换机，以将所述一个或更多个数据帧转发至目的地节点，其中，基于所述调度来转发每个数据帧，所述调度包括所述交换机的队列的一个或更多个门的经调度的打开和关闭；以及
基于所转发的一个或更多个数据帧，控制所安装的产品的一个或更多个操作。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述通信网络是配置为时间敏感网络TSN的以太网网络。
11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述处理器利用所述网络配置模块和另外的程序指令操作，以执行以下功能：
将标签与所述帧格式相关联。
12.根据权利要求9所述的系统，其中，所述交换机配置数据基于所述调度和每个信道的一个或更多个优先级参数。
13.根据权利要求9所述的系统，其中，所安装的产品是车辆、一个或更多个医学装置以及发电设施之一。
14.一种非暂时性计算机可读介质，存储指令，该指令在由计算机处理器运行时，促使所述计算机处理器执行包含以下的步骤的方法：
在通信网络的网络驱动器处，从网络配置模块接收网络配置数据；
基于所接收到的网络配置数据，配置所述网络驱动器；
在所述网络驱动器处，从应用接收一个或更多个数据包；
基于所接收到的网络配置数据，确定在所述一个或更多个数据包中存在一个或更多个隔离特征，所述一个或更多个隔离特征是数据包内容、服务质量QoS参数、端口号以及IP目的地节点之一；
在所述网络驱动器处基于所述一个或更多个隔离特征为所述一个或更多个数据包创建帧格式；
基于所述帧格式将所述一个或更多个数据包打包成一个或更多个数据帧；
在调度器处，从所述网络配置模块接收交换机配置数据；
在所述调度器处，接收所述一个或更多个数据帧；
基于所述交换机配置数据和所述一个或更多个数据帧，经由所述调度器，针对所述一个或更多个数据帧生成调度；
配置交换机，以将所述一个或更多个数据帧转发至目的地节点，其中，基于所述调度来转发每个数据帧，所述调度包括所述交换机的队列的一个或更多个门的经调度的打开和关闭；以及
基于所转发的一个或更多个数据帧，控制所安装的产品的一个或更多个操作。
15.根据权利要求14所述的介质，其中，所述通信网络是配置为时间敏感网络TSN的以太网网络。
16.根据权利要求14所述的介质，进一步包含：
将标签与所述帧格式相关联。
17.根据权利要求14所述的介质，其中，所述交换机配置数据基于所述调度和每个信道的一个或更多个优先级参数。
18.根据权利要求14所述的介质，其中，所安装的产品是车辆、一个或更多个医学装置以及发电设施之一。
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