CN112585924A - 建立流的方法、提供流标识信息的方法、dns服务器的应用、设备、计算机程序和计算机可读介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在TSN网络、特别是根据IEEE 802.1的网络中建立流的方法,其中,·‑从流用户(1、2)向DNS服务器(6)发送请求消息(8),在该服务器上存储有条目,条目分别包括分配给流的第一类型的流标识、分配给相应的该流的与第一类型的流标识不同的第二类型的流标识以及规定种类的说明,该规定种类仅用于条目的该类型,其中,请求消息(8)包括至少一个流用户(1、2)已知的第一类型的流标识和规定种类;·‑流用户(1、2)从DNS服务器(6)获得响应消息(9),该响应消息包含属于该流的第二类型的流标识;以及·‑流用户(1、2)在使用获得的流标识的情况下在该流处登记。
Description
技术领域
本发明涉及一种在TSN网络、特别是根据IEEE 802.1的网络中建立流的方法。本发明还涉及提供流标识信息的方法、DNS(域名系统)服务器的应用、设备、计算机程序和计算机可读介质。
背景技术
在IEEE标准的范畴中,在AVB(音视频桥接)工作组中,以太网技术(参考IEEE 802)扩展了用于实现有保证的QoS(所谓的“服务质量”)的机制。
时间敏感网络(TSN)描述一系列标准,它们尤其将桥接标准IEEE802.1Q扩展出通过以太网传输实时关键数据的机制。例如,TSN标准包括时间同步(IEEE 802.1AS-Rev)、帧抢占(IEEE 802.1Qbu)和预留(IEEE802.1Qca、IEEE 802.1Qcc)以及其他标准。
在AVB和TSN的范畴中,应通过所谓的流来保证质量。流表示受保护的通信连接。在通过流进行实际数据传输之前,必须注册并保留网络资源,以实现无损的实时传输数据帧和准时的交付。可以特别通过所谓的流预留协议(SRP)为流预留资源。例如,在2014年11月3日的期刊AVnu Alliance Best Practices中,作者Levi Pearson的论文“流预留协议”(第1-21页,XP055449688)将SRP处理为所谓的流预留协议(SRP)。
在TSN流模型中指定数据流方向。在此,发送端或者源被称为“讲话者”,接收端或者接收器被称为“收听者”。一方面,刚好一个“讲话者”可以将数据同时发送至两个或更多个“收听者”,另一方面,两个或更多个“收听者”可以将数据同时发送至刚好一个“讲话者”。
针对时间敏感网络,更确切地说针对TSN控制平面,应用程序使用配属的标识、特别是所谓的流ID(标识)来标识各个流。从TSN的角度看,流ID是没有内部结构的64位长的字符串。
为了使两个或更多个流用户可以利用相同的流ID连接到一个公共流,所有用户都必须知道控制平面的属于该流的标识、特别是流ID。
在TSN架构中,故意将用于流标识的流ID选择成相对较短仅64位的。这是由于以下事实:出于技术原因,必须知道时间敏感网络的所有节点中的所有流ID、特别是TSN LAN(局域网)内所有TSN桥接中的所有流ID,更长的流ID将很快超过存储预算量。
流ID的长度相对较短,因此需要进行“缺陷管理”。
解决网络中流ID的“缺陷管理”的一种方法是手动管理。例如,这可以通过保留表格(例如Excel表格)来实现。但是,这需要付出不容忽视的开销。
US 2013/282453 A1公开了用于媒体的流的系统和方法。
特别是,为了能简单地通过“即插即用”将新的TSN应用添加到网络而不必重新规划整个流ID,期望在运行期间的流ID的自动管理。
发明内容
因此,本发明的目的是提出一种在网络、特别是根据IEEE 802.1的网络中建立流的方法,该方法可以低开销地实现,尤其不需要手动管理控制平面中所使用的流标识。另外,本发明的目的是提供一种适合执行这种方法的设备。
该目的通过一种在TSN网络、特别是根据IEEE 802.1的网络中建立流的方法来实现,
其中,
-由至少一个流用户将请求消息发送到DNS服务器,其中,流用户要将数据通过流发送到至少一个另外的流用户和/或通过流从至少一个另外的流用户接收数据,其中,在DNS服务器上存储有条目,条目分别包括分配给流的第一类型的流标识、分配给相应的该流的与第一类型的流标识不同的第二类型的流标识、以及规定种类的说明,该规定种类仅用于条目的该类型,其中,请求消息包括至少一个流用户已知的至少一个第一类型的流标识以及规定种类,
-至少一个流用户从DNS服务器获得响应消息,该响应消息包含属于该流的第二类型的流标识,以及
-至少一个流用户在使用获得的流标识的情况下在该流处登记。
此外,该目的通过一种设备来实现,该设备设计和/或设置用于,
-将请求消息发送至DNS服务器,在该DNS服务器上存储有条目,条目分别包括分配给流的第一类型的流标识、分配给相应的该流的与第一类型的流标识不同的第二类型的流标识、以及规定种类的说明,该规定种类仅用于条目的该类型,其中,请求消息包括流用户已知的至少一个第一类型的流标识以及规定种类,
-从DNS服务器获得响应消息,该响应消息包含属于该流的第二类型的流标识,以及
-在使用获得的第二类型的流标识的情况下连接配属的流。
换句话说,本发明提出引用两个不同类型的流标识。这使得用户或(多个)应用程序可以使用如下类型的流标识,其与控制平面中所使用的流标识不同。特别地,用户或(多个)应用程序可以引用如下的标识,其比在TSN的范畴中在控制平面中所使用的“仅”64位大小的流ID明显更长。为了将用户或应用程序侧的流标识分配给来自或者用于控制平面的流标识,根据本发明还引用名称服务。
在此,控制平面尤其应理解为在其中进行流管理(例如控制流的建立和撤销)的控制平面。流用户数据在所谓的数据平面中传输。
由流标识的这种“划分”实现了在应用程序或设备侧使用更长的名称,该名称的大小(也明显)超过要存储在节点中的、控制平面的故意设置的短标识。因此,在应用程序或设备的层级可以避免“缺陷管理”,该缺陷管理可能与短标识相关联并且一直需要对占用情况进行仔细比较。可以在设备或应用程序侧故意选择“长”的名称。
根据本发明,将一个类型的流标识配属于另一个类型的流标识的信息存储在条目中,该条目的特性在于专门为此设置的新类型。DNS服务器上存储的条目将一个类型的流标识与另外的连接。
存储在DNS服务器上的条目优选是资源记录,该资源记录尤其是存储在DNS服务器上的文件的一部分。
根据本发明,代替从现有技术中已知的类型(“type”),例如代替在标准RFC1035中为资源记录(RR)定义的类型(例如类型“A”、“TXT”、“PTR”、“NS”、“SOA”)或根据其他标准的其他类型(特别是其他RF),根据本发明在名称服务的范畴中使用仅用于提供流标识的新的类型。例如,其可以称为类型“TSN”。其优选是16位类型。该类型的确切的值能够以有利的方式在标准化的范畴中确定,尤其是由因特网工程任务组(IETF)或因特网分配号码机构(IANA)确定。
应该注意的是,RFC代表因特网工程任务组(IETF)的意见要求。例如,可以从https://tools.ietf.org/html/rfc10345获得RFC 1035。
根据本发明的新类型的名称服务条目的引入能够在“DNS数据预算”中简单和无干扰地调用和更新与TSN有关的信息、尤其是与TSN设备有关的信息。
尤其是,相比于与第一和第二类型的流标识的分配相关的信息存储在“TXT”类型的资源记录中的情况(这例如在同样源于申请人的申请号为EP 17187473.8的欧洲专利申请所提出),简化了DNS中TSN信息的有条件更新,因为条件现在足够针对TSN信息,而不是大量无针对性地涉及TXT RR。因为TXT RR可以用于许多不同的应用程序(特别是标准RFC6763),并且DNS查询操作最多能针对RR类型进行过滤,所以TSN应用程序可以接收更多TXT RR作为响应,然后必须对其进行检查:具有TSN信息的TXT RR是否存在以及位于何处。尤其是在IO(输入输出)设备上,为此所需的资源可能会很稀缺或需要昂贵的硬件。
根据本发明,由于专门设置用于TSN信息的类型、特别是资源记录类型,仅在请求时才接收专门用于TSN的信息。特别是,仅返回“小的”TSN RR,而不返回每个RR允许达到64K大小的其他TXT RR。
同样,在根据本发明的方法中,根本不需要专用于TSN的子域。
如果DNS更新成功,则保证不会意外影响其他信息,并且没有其他DNS客户端意外损坏这些新数据。无需(重复)用于控制的跟踪。
如果DNS更新失败,则可以使用单独后续DNS QUERY(查询)来读取之前存储的第二类型的TSN流标识。
此外,根据本发明的方法实现了在建立应用程序的范畴中最初仅访问一个或多个第一类型的流标识,并且实际上仅在“最后时刻”在使用DNS服务器的情况下建立与第二类型的流标识的连接。第一类型和第二类型的流ID的(计划)过程可以在组织和时间方面彼此解耦。这样,在定义要在TSN控制平面中使用的第二类型的最终标识之前,已经可以定义第一类型的标识。
能够相应提出,只有在流用户参与的应用程序的设置完成之后,才从至少一个流用户发送请求消息,例如通过将应用程序从工程工具下载到IO设备中的方式。
由至少一个流用户发送至DNS服务器的请求消息包括新的规定种类,新的规定种类仅用于名称服务中特定资源记录的条目,该条目分别包括分配给流的第一类型的流标识和与之不同的分配给相应的该流的第二类型的流标识,也就是包括TSN或专用于流的信息。
名称服务尤其应被理解为将(数字)IP(因特网协议)地址(例如IPv4或IPv6 IP地址)分配给设备、计算机、服务等的名称(尤其是域名)的服务。域名系统(DNS)是如下的服务,其主要任务通常是回答名称解析请求(即将名称转换为地址),尤其在基于IP的网络中。属于DNS的标准尤其是RFC 1034和RFC1035。提供名称服务的服务器也称为名称服务服务器(Name server),在DNS的情况下也称为DNS服务器。
根据本发明使用的DNS服务器也可以是本地DNS服务器。DNS服务器提供服务的“来源”并不重要,它可以在任何地方提供,只要提供它的DNS服务器具有IP可访问性(IP连接)即可。“本地”可以例如在同一子网中或在例如公司的云中的任何地方。这种自由或独立性是名称服务(尤其是DNS)的重要特性。
经由流的数据传输在TSN网络中实现,其中,该网络应理解为满足一个或多个标准的网络,即时间敏感网络(TSN),其尤其包括一个或多个具有TSN功能的节点(例如交换机和/或网桥)。TSN标准包括例如时间同步(IEEE 802.1AS-Rev)、帧抢占(IEEE 802.1Qbu)和预留(IEEE802.1Qca、IEEE 802.1Qcc)以及其他标准。
网络优选是工业网络,特别是工业自动化系统的工业网络。
在至少一个流用户已经使用第二类型的流标识在流登记之后,可以经由该流发送数据。
就为流提供的预留而言,原则上存在从现有技术已知的不同选择。例如,IEEE802.1Qcc为此至少描述了三种方法,特别是所谓的“完全分散式模型”、例如在PROFINETIRT(等时同步通信)中使用的“完全集中式模型”、以及混合模型“集中网络、分散用户”。
预留过程尤其取决于相应的预留协议,尤其根据IEEE 802.1Qcc。可以使用的预留协议的一个示例是MSRP。
当然,可以提出,两个或更多个流用户向DNS服务器发送请求消息,其中,每个流用户的请求消息然后包括由各个流用户知道的至少一个第一类型的流标识和规定种类,并且每个流用户从DNS服务器接收响应消息,该响应消息包含属于该流的第二类型的流标识,并且每个流用户使用接收到的流标识登录到该流。然后,与各个请求消息一起发送的流用户已知的第一类型的流标识对于所有流用户可以是相同的。对于一个流,也可能存在第一类型的流标识不同的流标识。
由于通常在控制平面中仅存在一个流标识或将其用于控制平面,因此DNS服务器上对于刚好一个第二类型的流标识来说可以存在多个具有第一类型的不同流标识的条目。
此外,需要理解的是,在执行根据本发明的方法的情况下,在网络中只能建立一个或几个流。
流用户可以例如呈(终端)设备的形式。流用户也可以由应用程序提供,或者(特别是在分布式应用程序的情况下)应用程序部分。
两个或更多个流用户可以例如由自动化设施的控制器(例如SPS)和一个或多个传感器给出,其经由流将记录的测量数据发送至SPS。如果存在通过流发送至SPS的多个传感器,则存在包含多个讲话者和刚好一个收听者的场景。例如,如果要将诸如控制值之类的数据从控制器(特别是SPS)发送至一个或多个执行器,则存在有刚好一个讲话者以及一个或多个收听者的场景。
流用户可以是分布式应用程序的用户或一部分。传感器/执行器和SPS可以例如构成分布式TSN应用程序“控件”的一部分。
应当注意,两个或更多个流用户可以是网络中的不同(终端)设备,但是也有可能将它们置于一个(终端)设备上。例如,要参与流的两个或更多个应用程序或应用程序的一部分可以在包含网桥(可能是纯软件实现的网桥)或网桥功能的设备上运行。在虚拟化领域尤其如此。仅作为示例,提出一台计算机上的虚拟CPU和人机界面(HMI)。
第一类型的流标识优选地是由至少一个流用户使用以辨识流的流名称,优选地是分配给该流的域名,特别是根据标准RFC 1034分配给该流的所有者名称。
第一类型的流标识可以尤其是在标准RFC 7719的范畴中的完全限定域名(FQDN)。
第一类型的流标识还优选地是由用户使用的流标识。
至少一个流用户知道由至少一个流用户与请求消息一起发送至DNS服务器的第一类型的流标识,以便查询第二类型的流标识。能够以任何方式使至少一个流用户知道流标识,或者例如通过从中心点进行分配来使之知道。流用户也可以生成第一类型的流标识。仅作为示例,在本文中参考同样源于申请人的申请号为EP 17187473.8的申请,其公开了相应的方法。
第二类型的流标识尤其是在TSN应用程序层级(“TSN应用程序平面”)中使用的流标识。
优选根据IEEE 802.1Qat的第二类型的流标识可以是网络使用的流ID,尤其是在(TSN)控制平面中使用的流ID,即用于识别流的网络控制层级。
第二类型的流标识的大小也优选为64位。这确保了节点中的存储预算(例如网络中的网桥和/或交换机)不会不必要地载荷或过载。
可以提出,网络包括一个或多个节点、尤其是网桥和/或交换机,并且第二类型的流标识存储在网络的一个或多个节点中。
以比特表示的第一类型的流标识的大小优选地超过以比特表示的第二类型的流标识的大小,选择“长”或更长的第一类型的流标识可以可靠地避免在应用程序层级的缺陷管理。
另一个实施例的特性在于,将请求消息以DNS查询的形式发送。替代地或附加地可以提出,将响应消息以DNS查询的形式发送。
在优选的实施方式中,根据本发明的设备被相应地设计和/或配置。
存在有多种将具有分配给第二类型的流标识的第一类型的流标识的条目存储在DNS服务器上的可能性,例如通过DNS更新的方式。
例如可以提出,将信息以分散的方式从具有一个或多个流的两个类型的标识的设备或应用程序传输到名称服务服务器。
根据本发明的方法的另一实施例的特性在于,尤其在至少一个流用户将请求消息发送至DNS服务器之前,至少一个另外流用户、特别是流的发起者将至少一个更新消息发送至DNS服务器,该更新消息包括用于名称服务服务器的条目,该条目包含流的至少一个第一类型的流标识和至少一个第二类型的流标识以及规定种类的说明。
根据本发明的设备可以相应设计和/或设置成尤其采用DNS更新的形式,优选根据标准RFC 2163将更新消息发送至DNS服务器,该更新消息包括用于DNS服务器的条目,该条目包含用于流的至少一个第一类型的流标识和至少一个第二类型的流标识以及规定种类的说明。
来自更新消息的第一类型的流标识优选地根据标准RFC 7719由规范名称给出。
该信息可以可替代地或附加地来自中心点。
可以替代地或附加地相应提出,尤其在至少一个流用户将请求消息发送至DNS服务器之前,中心点将至少一个更新消息发送至DNS服务器,该更新消息包括用于DNS服务器的条目,该条目包括用于流的至少一个第一类型的流标识、至少一个第二类型的流标识以及规定种类的说明。
除了两个类型的流标识和规定种类的说明之外,来自更新消息的条目优选地包括类别、和/或TTL(生存时间)说明、和/或优选64位大小的RDATA区域。
来自更新消息的条目还优选地被设计成,使得第一类型的流标识总是处于开头,并且其后是类型、类别、TTL说明和RDATA区域。
在另一个优选实施例中,在条目的RDATA区域中说明第二类型的流标识,尤其用最高有效八位来首先说明第二类型的流标识,最高有效位被计为比特0。这对应于所谓的网络顺序。根据条约IETF,将最高有效位计为0。
特别优选地,特别是根据标准RFC 2163,将更新消息以DNS更新的形式发送至DNS服务器。
本发明还涉及一种提供流标识信息的方法,其中,在DNS服务器上提供至少一个流标识文件,其中,该流标识文件包括条目,条目分别包括被分配给流的第一类型的流标识和与第一类型不同的分配给相应的该流的第二类型的流标识、以及规定种类的说明,该规定种类仅用于条目的该类型。
在DNS服务器上提供的、分别将分配给流的第一类型的流标识和与此不同的分配给相应的该流的第二类型的流标识连接的、并且包括规定种类的说明(该规定种类仅用于条目的该类型)的条目的特性优选地在于相同的结构,该结构当前说明用于来自更新消息的条目,并优选地还包括类别和/或TTL说明和/或优选64位大小的RDATA区域,并且优选地以如下的方式构造,即第一类型的流标识始终位于开头,然后在其后设有类型、类别、TTL说明和RDATA区域,在该区域中优选根据所谓的网络顺序来指定第二类型的流标识。
本发明还涉及DNS服务器的应用,该应用用于提供流标识文件,其中,该流标识文件包括条目,条目分别包括分配给流的第一类型的流标识、与第一类型的流标识不同的分配给相应的该流的第二类型的流标识以及规定种类的说明,该规定种类仅用于条目的该类型。
如上所述,来自流标识文件的条目可以例如由流用户集中和分散地发送或者已经集中和分散地发送,其中,这优选地以更新的形式、特别是DNS更新的形式实现。
本发明还涉及一种计算机程序,其包括用于执行根据本发明的建立流的方法或根据本发明的提供流识别信息的方法的步骤的程序代码装置。
最后,本发明的主题是一种计算机可读介质,其包括指令,当在至少一台计算机上执行该指令时,该指令使至少一台计算机实施根据本发明的建立流的方法的或根据本发明的提供流标识信息的方法的步骤。
该计算机可读介质可以是例如CD-ROM或DVD或USB或闪存。应当注意,计算机可读介质不应仅被理解为物理介质,这种介质还可以例如以数据流和/或表示数据流的信号的形式存在。
附图说明
本发明的其他特征和优点将基于以下对本发明实施例的描述并结合附图给出。其中,
图1示出了自动化设施的工业网络中的两个终端设备的纯示意图;终端设备从DNS服务器接收流标识信息;
图2示出了将流标识信息传输到名称服务服务器的纯示意图;以及
图3示出了来自图1的终端设备,其中由终端设备执行用于DNS服务器的DNS更新。
具体实施方式
图1示出了未在图中进一步详细示出的自动化设施的工业网络的纯示意性局部图。
该网络包括大量的用户,这些用户通过呈TSN功能的交换机形式的多个网络节点连接,交换机在非常简化的图1中未示出。在大量的网络用户中,在图1中仅示出了两个用户1、2作为示例。在当前情况下,图1左侧的用户是终端设备1,其由自动化系统的可编程逻辑控制器1(SPS)表示。另一个用户由自动化设施的IO设备2表示,该IO设备包括未示出的执行器或与这种执行器连接。
在自动化设施运行期间,控制值以众所周知的方式从SPS 1循环传输到IO设备2,执行器根据控制值循环作用于未进一步示出的技术过程。
SPS 1和IO设备2之间的数据传输必须实时进行。具体来说,必须确保从SPS 1传出的数据在规定的时间后无丢失地到达IO设备2。通过建立TSN流、即用户1、2之间的受保护的通信连接,这是可能的。
在此,发送数据的SPS 1是讲话者(发送者),IO设备2是收听者(接收者)。
需要在SPS 1和IO设备2之间以保证的服务质量(QoS)实时交换数据的控制过程也可以看作是分布式TSN应用程序,其中部分应用程序在SPS 1上运行并且部分在IO设备2上运行。在图1中,TSN应用程序的“控件”的两个部分由分别具有附图标记3和4的框图元件表示。
针对时间敏感网络(TSN),更精确地说是针对“TSN控制平面”,应用程序通过关联的流标识(特别是所谓的流ID)识别各个流。从TSN的角度来看,这些是没有内部结构的64位字符串。
为了使两个或更多个流用户1、2可以连接到具有相同流ID的公共流,用户1、2必须知道属于该流的控制平面的标识、即流ID。
在TSN架构中,故意将用于流的标识的流ID选择为相对较短,只有64位。这是由于以下事实:出于技术原因,必须在所有涉及的节点(例如交换机)中知道网络中设置的所有流的所有流ID。如果引用较长的流ID,则节点中的存储预算会很快用尽或超出。
由于长度短,流ID到目前为止已受到“缺陷管理”的约束,这始终需要对占用情况进行仔细比较。通过创建Excel表,可以通过手动管理流ID来防止这种情况。但是,这与不容忽视的成本相关。特别地,为了能够简单地通过“即插即用”将新的TSN应用程序3、4添加到网络而无需对流ID进行新的总体规划,则需要自动化管理。
在此,这可以通过根据本发明的建立流的方法的实施例实现。
具体使用两种不同类型的流标识来标识流,也就是使用了第一类型的流标识,其在当前情况下通过两个流用户1、2使用的流名称来标识流,流名称具体而言是分配给流的符合标准RFC 1034的所有者名称,其例如通过最大长度可以为2040位的大小来表征。流所有者名称对于两个流用户1、2都是已知的。在图1中,用户1、2已知的流所有者名称纯示意性地由带有附图标记5的框图元件示出。
此外还使用了第二类型的流标识,其是在TSN网络的控制平面中用于辨识流的、根据IEEE 802.1Qat的64位长的流ID。
在应用程序平面和控制平面上将标识分为两部分提供了很大的优势,一方面,长度相对较短的流标识仍可以在控制平面侧使用,必须将其存储在所有涉及的节点中,从而确保不超过存储预算。因此,TSN控制平面可以继续使用短的并且因此经过内存优化的流ID,流ID由TSN在所有参与的TSN交换机中自动复制。
另一方面,长的流名称可以在应用程序侧、即TSN应用程序平面(应用程序层级)中使用。这些仅保存在单个设备1、2中,而不保存在所有参与节点中。因此,设备1、2具有用于处理更少但更长的标识的所需存储空间。这样就可以故意地仅将名称空间“稀疏地占用”并且可以避免冲突。例如,从域名系统(DNS)(特别是参考标准RFC 1034和1035)可以知道该原理。
为了分配较长的应用侧的第一类型的流标识和较短的TSN侧的第二类型的流标识,根据本发明访问名称服务服务器6。其在这里描述的实施例的范畴中是DNS服务器6,其在图1中仅通过简单的框图元件示意性地示出。
因此,可以引用DNS服务器6进行分配,除了典型的名称服务所需的信息之外,流标识信息也存储在该服务器上。在图1中由DNS服务器6上具有附图标记7的元件表示DNS服务器6上也可用的流标识信息。
在这里描述的实施例中,在DNS服务器6上具体地存储有流标识文件,该文件包括附加信息。这可以例如以特别根据标准RFC 1034和1035的区域文件的形式给出,或者以基于该文件创建的文件的形式给出,或者也可以具有其他的格式。
流标识文件包括资源记录(RR)形式的条目,这些条目分别将分配给流的第一类型的流标识(在当前情况下为流所有者名称)和与之不同的分配给相应的该流的第二类型的流标识(在当前情况下为在TSN控制平面中使用的流ID)连接,并且其相应包括规定种类“TNS”的说明,该规定种类在名称服务服务器6上仅用于条目的该类型。
新类型“TSN”的资源记录(RR)的结构如下:
1.所有者:域名,参考标准RFC 1034。
2.类型(16位):“TSN”-在由IETF标准化的过程中由IANA适当分配确切的值。
3.类别(16位):“IN”,参考标准RFC 1034。
4.TTL(32位):如标准RFC 1034中所定义的那样。
5.RDATA:64位TSN流ID(流标识),即所谓的网络顺序、即首先设有最高有效八位,其中根据IETF条约最高有效位计为bit 0(!)。
应当注意,与先前从现有技术中已知的资源记录(RR)相比,新字段在该列表中以黑体突出显示。例如,可以在标准RFC 1025中找到以前已知的资源记录。
这种形式的资源记录的示例为:
rocket-launcher.coyote.acme.corp.TSN IN deadbeefcafebabe
其中流所有者名称为“rocket-launcher.coyote.acme.corp”(仅作为示例选择),形式为完全限定域名(FQDN),并且资源记录的RDATA区域中以十六进制表示的64位流ID,也纯粹是作为示例选择为``deadbeefcafebabe”。
应当注意,在上面的示例中,没有列出TTL(“Time to Live(生存时间)”)的值。例如,这可以是600,对应于10分钟的TTL,也可以不同。该值仅对DNS缓存重要,对TSN不重要。
下面更详细地讨论如何在DNS中提供流标识信息。
为了找出属于该流的流ID,将SPS 1和IO设备2或请求消息8发送至DNS服务器6。请求消息具体以DNS查询的形式表示。在图1中,请求消息或DNS查询表现为在指向DNS服务器6的箭头旁边提供的具有附图标记8的框图元件。
请求消息8分别包括流所有者名称5和规定种类“TNS”形式的SPS1或IO设备2已知的第一类型的流标识。
对于以上示例性给出的流名称,请求也表示为
DNS QUERY:
rocket-launcher.coyote.acme.corp.TSN IN。
应当注意,在当前情况下,SPS 1和IO设备2知道与第一类型的流标识相同的流所有者名称5。但是,其不一定是这种情况。更确切地说,不同的用户还可以知道流的第一类型的不同流标识。然后存在多个资源记录,其用于作为第二类型的流标识的流ID,特别是针对每种第一流标识的RR。
响应于DNS查询,SPS 1和IO设备分别从DNS服务器6接收响应消息,其在此也呈DNS查询的形式。在图1中由带有附图标记9的元件在从DNS服务器6指向SPS 1或IO设备2的箭头旁边表示响应消息。
在这里描述的实施例的范畴中,SOS 1和IO设备2均包括流ID模块10,其设计用于发送请求消息8并接收响应消息9、即要处理的DNS查询。为此,相应地设计和/或设置流ID模块10。例如,流ID模块10可以纯粹以软件实现,其中该软件然后尤其能够在设备1、2的无论如何都存在的通用硬件上运行,或者也可以纯粹以硬件实现,特别是通过为ID模块10专门提供的硬件或软件以及尤其是为模块10特别提供的硬件的组合。
从DNS服务器6接收到的响应消息9包括属于该流的流ID。这是由流ID模块10从响应消息9中获取的,然后SPS 1和IO设备2可以在具有相关流ID的流处登记,并且可以通过流将数据从SPS 1实时发送到IO设备2。在流处的登记还可以借助于流ID模块10来进行,然后对流ID模块进行相应的设计和/或设置。
应当注意,例如,能够以与现有技术中公知的相同的方式实现在所涉及的节点处的资源的预留以及随后的数据包的传输或转发,因此这些方面将不被详细讨论。
在当前情况下,特别根据标准RFC 1034和RFC 1035,从工程工具以标准化区域文件的形式传送流标识信息,利用该工程工具建立配备有在图1中示出的设备1、2的网络。区域文件在此由中央工程工具提供并且接下来从DNS服务器6导入。
这在图2中仅示意性地示出。在该文件中,区域文件带有附图标记11,并且通过从该处指向DNS服务器6的箭头表示该导入。
例如,DNS数据的直接传输也可以借助于DNS UPDATE操作直接传输,特别是根据标准RFC 2136“在域名系统中的动态更新(DNS UPDATE)”来实现。
作为使用工程工具的替代或补充,带有流识别信息的文件也可以由中央在线工具提供,然后特别通过根据标准RFC 2136的DNS UPDATE操作将其发送至名称服务服务器6。
在图2中,在线工具被示意性地示出为设有附图标记12的框图元件,并且DNS更新由从其指向DNS服务器6的箭头指示。
作为将流标识信息从中心点传输到DNS服务器6的替代方案,信息也可以由代表流用户的网络用户同样通过DNS更新以分散的方式传输或者连续输送到服务器6。例如,至少相应的流发起者、即在网络中宣布或发起该流的用户可以不是通过DNS服务器6而是通过另一种方式被属于该流的标识的类型知道或已经知道。
然后,流发起转换可以将至少一个更新消息传输给名称服务服务器,该更新消息包括用于名称服务服务器的条目,该条目包含至少一个第二类型的流标识、特别是流ID以及一个或多个第一类型的流标识、特定的域名或所有者名称。
这能够特别通过DNS更新实现,例如根据标准RFC 2136。如果每个流发起者以该方式将数据发送至名称服务服务器,则其能够被其他用户访问。
在图3中纯粹示意性地示出流发起者侧的DNS更新的过程。相同的部件或元件具有相同的附图标记。
由代表流发起者的SPS 1执行的DNS UPDATE由框图元件表示,该框图元件在从SPS1指向DNS服务器6的箭头旁边并具有附图标记13。在名称服务中用于(分散式)提供的TSN或流信息的DNS UPDATE由SPS1的流ID模块10执行,该模块被相应地设计和/或设置。由于SPS1已经知道流ID,因此不再需要DNS查询对其进行查询,如在根据图1的方案中那样。
完全由IO设备2执行DNS查询与根据图1的情况完全相同。在此参考上面的描述。
应当注意,流原则上可以由讲话者和收听者两者发起,即流发起者可以由讲话者或收听者实现。在具有从刚好一个讲话者接收数据的多个收听者或者具有向刚好一个收听者发送数据的多个讲话者的配置中,“单独”用户、也就是具有多个收听者的发话者之一或者具有多个发话者的收听者之一是流发起者。
不管如何在DNS服务器6中提供有关流标识的信息,由于适用于为此目的而引入的条目的新类型(尤其是资源记录),因此都适用,尤其与流标识信息存储在TXT类型的资源记录中的情况相比。
TSN信息的有条件的更新被简化,因为该条件现在已经足够针对TSN信息,而不是大量无针对性地涉及TXT RR。此外,不再需要专用于TSN的子域。
例如,更新可以如下地表示:
DNS UPDATE:
ZONE:
coyote.acme.corp.SOA IN
PREREQUISITES:--
(空的RDATA区域表示TSN的RRset不必或不应该存在).
rocket-launcher.coyote.acme.corp.TSN IN(empty)
UPDATES:
rocket-launcher.coyote.acme.corp.TSN IN deadbeefcafebabe
ADDITIONALS:
--
除了两个类型的流标识和规定种类的说明之外,来自更新消息的条目可以相应地包括类别和/或TTL说明和/或优选64位大小的RDATA区域。例如,其可以如下地构造:第一类型的流标识始终在开头,然后是类型、类别、TTL说明和带有流ID的RDATA区域。对此,一个实例通过“rocket-launcher.coyote.acme.corp.TSN IN deadbeefcafebabe”给出。
如果DNS更新成功,则可以保证没有其他信息意外受影响,并且没有其他DNS客户端意外损坏此新数据。无需(重复)用于控制的跟踪。
如果此DNS更新失败,则可以读取较早存储的TSN流ID,并立即与单个后续DNS查询一起使用:
DNS QUERY:
rocket-launcher.coyote.acme.corp.TSN IN。
一个或者多个响应RR包含所寻的流ID。
在建立应用程序的范畴中,根据本发明的方法还实现最初仅访问一个或多个第一类型的流标识,并且在使用名称服务服务器的情况下实际上仅“在最后一刻”建立与第二类型的流标识的连接。第一类型和第二类型的流标识的(计划)过程可以在组织和时间方面彼此分离。这意味着在定义要在TSN控制平面中使用的第二类型的最终标识之前,已经可以定义第一类型的标识。
尽管已经通过优选的示实施例详细说明和描述了本发明,但是本发明不受公开的示例限制,并且本领域技术人员可以从其中得出其他变化方案,而不脱离本发明的保护范围。
例如可以理解的是,即使在图1和3中示意性地示出了仅两个流用户,当然也可以有任意多个另外的流用户,其在其使用DNS服务器6请求了流ID之后也能够在流处登记。
通过执行根据本发明的方法,当然也可以在网络中建立多于一个流的流。
Claims (21)
1.一种在TSN网络中建立流的方法,其中,
-由至少一个流用户(1、2)将请求消息(8)发送到DNS服务器(6),其中,所述流用户要将数据通过所述流发送到至少一个另外的流用户(1、2)和/或通过所述流从至少一个另外的流用户(1、2)接收数据,其中,在所述DNS服务器上存储有条目,所述条目分别包括分配给流的第一类型的流标识、分配给相应的所述流的与所述第一类型的流标识不同的第二类型的流标识、以及规定种类的说明,所述规定种类仅用于条目的前述类型,其中,所述请求消息(8)包括至少一个所述流用户(1、2)已知的至少一个所述第一类型的流标识以及所述规定种类,
-至少一个所述流用户(1、2)从所述DNS服务器(6)获得响应消息(9),所述响应消息包含属于所述流的所述第二类型的流标识,以及
-至少一个所述流用户(1、2)在使用获得的流标识的情况下在所述流处登记。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一类型的流标识是在至少一个所述流用户(1、2)一方用于辨识所述流的流名称,和/或所述第二类型的流标识是在所述网络一方用于辨识所述流的流ID。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述第一类型的流标识的以比特表示的大小超过所述第二类型的流标识的以比特表示的大小。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,将所述请求消息(8)以DNS查询的形式发送,和/或将所述响应消息(9)以DNS查询的形式发送。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,存储在所述DNS服务器(6)上的所述条目是由所述规定种类表征的资源记录。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,由至少一个另外的流用户(1、2)向所述DNS服务器(6)发送至少一个更新消息(13),所述更新消息包括用于所述DNS服务器(6)的条目,所述条目包含用于所述流的至少一个所述第一类型的流标识、至少一个所述第二类型的流标识以及所述规定种类的说明。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,由中心点向所述DNS服务器(6)发送至少一个更新消息,所述更新消息包括用于所述DNS服务器(6)的条目,所述条目包含用于所述流的至少一个所述第一类型的流标识、至少一个所述第二类型的流标识以及所述规定种类的说明。
8.根据权利要求6或7所述的方法,其特征在于,来自所述更新消息(13)的条目不仅包括两个类型的流标识和所述规定种类的说明,还包括类别、和/或TTL说明、和/或优选64位大小的RDATA区域。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法,其特征在于,来自所述更新消息(13)的条目被设计成,使得所述第一类型的流标识分别处于开头,并且跟在所述第一类型的流标识之后设有类型、类别、TTL说明和RDATA区域。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的方法,其特征在于,在所述条目的RDATA区域中说明所述第二类型的流标识。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的方法,其特征在于,将所述更新消息(13)以DNS更新的形式发送至所述DNS服务器(6)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,至少一个所述流用户是分布式应用程序的用户。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述网络包括一个或多个节点,并且所述第二类型的流标识被存储在所述网络的一个或多个节点中。
14.一种提供流标识信息的方法,其中,在DNS服务器(6)上提供至少一个流标识文件(11),其中,所述流标识文件(11)包括条目,所述条目分别包括分配给流的第一类型的流标识、分配给相应的所述流的与所述第一类型的流标识不同的第二类型的流标识、以及规定种类的说明,所述规定种类仅用于条目的前述类型。
15.一种DNS服务器(6)的应用,所述应用用于提供流标识文件(11),其中,所述流标识文件(11)包括条目,所述条目分别包括分配给流的第一类型的流标识、分配给相应的所述流的与所述第一类型的流标识不同的第二类型的流标识、以及规定种类的说明,所述规定种类仅用于条目的前述类型。
16.一种设备(1、2),设计和/或设置用于,
-将请求消息(8)发送至DNS服务器(6),在所述DNS服务器上存储有条目,所述条目分别包括分配给流的第一类型的流标识、分配给相应的所述流的与所述第一类型的流标识不同的第二类型的流标识、以及规定种类的说明,所述规定种类仅用于条目的前述类型,其中,所述请求消息包括所述设备已知的至少一个所述第一类型的流标识以及所述规定种类,
-从所述DNS服务器(6)获得响应消息(9),所述响应消息包含属于所述流的所述第二类型的流标识,以及
-在使用获得的所述第二类型的流标识的情况下连接配属的流。
17.根据权利要求16所述的设备(1、2),其特征在于,所述第一类型的流标识是在所述设备(1、2)一方用于辨识所述流的流名称,和/或所述第二类型的流标识是在网络一方用于辨识所述流的流ID。
18.根据权利要求16或17所述的设备(1、2),其特征在于,所述设备(1、2)设计和/或设置用于,以DNS查询的形式发送所述请求消息(8),和/或获得DNS查询的形式的所述响应消息。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的设备(1、2),其特征在于,所述设备(1、2)设计和/或设置用于,将更新消息(13)发送至所述DNS服务器(6),所述更新消息包括用于所述DNS服务器(6)的条目,所述条目包含用于流的至少一个所述第一类型的流标识、至少一个所述第二类型的流标识以及所述规定种类的说明。
20.一种计算机程序,包括用于执行根据权利要求1至14中任一项所述的方法的程序代码装置。
21.一种计算机可读介质,包括指令,当所述指令在至少一台计算机上执行时,所述指令使所述至少一台计算机实施根据权利要求1至14中任一项所述的方法的步骤。
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