CN113748650A - 分组交换网络中由通信实体的计算机装置实现的方法、计算机程序及其计算机可读非暂时性记录介质、及分组交换网络的通信实体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在分组交换网络中由通信实体发送通信信号帧，通信实体包括：用于发送通信信号帧的出口端口。帧包括作为快速业务的旨在以对其限定了业务整形的多个突发来发送的第一类型的帧，以及作为零星业务而没有为其限定业务整形的第二类型的帧。通信实体被配置为存储：分别与所述多个突发相关联的第一类型的帧的多个第一队列；以及所述第二类型的帧的至少一个第二队列。突发与每个突发之前的信令帧一起被存储在各自的第一队列中，并且该信令帧包括所述突发的生成时间戳。然后，为了在所述第一队列中所存储的突发当中选择要发送的第一突发，通信实体被配置为：‑读取位于每个第一队列的头部的每个信令帧的时间戳，‑在所有信令帧当中确定具有最古老时间戳的信令帧，以及‑选择具有由此确定的信令帧的突发作为要发送的第一突发。

Description

分组交换网络中由通信实体的计算机装置实现的方法、计算 机程序及其计算机可读非暂时性记录介质、及分组交换网络 的通信实体

技术领域

本发明涉及电信，并且更具体地，涉及数据帧发送。

背景技术

分组交换网络越来越多地用于工业控制应用，这要归功于引入了允许控制数据传输具有严格限制的时延和传输延迟变化的层2特征。

例如，低时延采样数据、(闭环)控制和图像流(例如，用于实时图像处理)具有非常严格的时延要求。作为控制环的一部分的图像流和相关处理相比于融合网络中能够提供的最大努力的传输而具有更高的要求。

同时，最大努力的流不是时间关键的，而是为时间关键的流提供恒定的干扰源。

已经逐步开发了解决方案，特别是用于使交换式以太网适应工业领域总线EtherCAT、以太网Powerlink、TCnet、PROFINET等的要求。

所有这些解决方案依赖于标准以太网协议的特定附加，这些附加提供了对调度流的支持，并且尤其是那些构成循环通信的流。

由这些适用所使用的公共方案依赖于时间窗口中的传输复用的组织，每个窗口是针对特定流而保留的。时间窗口的数量和重复频率是根据应用的要求而确定的。

考虑到生成(例如工业控制)调度流的典型应用具有周期性的活动，传输复用最终被组织成周期性的循环，每个循环包含为调度(低时延)流保留的一系列时间窗口以及为非调度流保留的一系列时间窗口(在图1的示例中用虚线表示)。

为了进一步减少由于调度流和非调度流之间的干扰引起的潜在时延源，还引入了抢占机制。抢占干预处于非调度流时间窗口和调度流时间窗口之间的转换处。“调度流”在下文中也称为“快速业务”。“非调度流”在下文中也称为“零散业务”或简称为TSN标准中(“TSN”为“Preemption(抢占)”:IEEE 802.3Clause 99,IEEE 802.1Q中的“Time SensitiveNetworking(时间敏感网络)”)的“正常流”和调度流(在TSN标准中称为“快速流”)。

一旦非调度流和调度流之间进行这种转变时，调度流的开始可以与在先前的非调度流时间窗口期间开始的帧的传输的结束并发。在这种情况下，在当前非调度帧传输结束之前，不能传输调度帧。

这种情况在图2中示出，其中，在所呈现的示例中，两个调度帧在调度定时之外。

通过抢占非调度帧的残余部分的传输机会，可以避免对调度流施加附加延迟。为了便于抢占操作，可以对非调度帧进行分段(在如图3的示例中所示的f1和f2中)，使得剩余片段的传输被延迟，直到调度流传输完成。

为了致力于提供支持能够传输所有类型流的融合网络的单一标准，IEEE定义了两种机制：

-依赖于为不同类型的流(调度和非调度)保留时间窗口的调度方案，如在标准802.1Qbv中所规定的；

-抢占方案，规定了在并发传输所谓的“快速”帧时所谓的“正常”帧的分段方案，如在标准802.3br和802.1bu中呈现的。

802.1Qbv是基于周期性日历表，其每个条目定义了为特定类别的流(例如，调度或非调度)的传输而保留的时间窗口，如图4所示。

这些标准则提供了用于以最小延迟传输周期性调度流的完整框架，其可以提供与以上引用的工业标准所提供的服务类似的服务。

更一般地，在整个网络的不同链路上实现同步时间窗口要求：

·使用集中式配置工具，该集中式配置工具离线地计算和解决沿传输调度流的链路和端口的资源分配，

以及以下能力：

·就时钟精度、时延和抖动而言，标准化或表征良好的网桥和终端站定时特性，

·每个链路的定时特征，

使得配置工具可以产生流路径上的一致的资源分配。

另外，只有通过执行新的离线计算并将新配置重新分配给所有涉及的节点才能改变所获得的网络配置。这种严格的调度方案则是为支持具有非常严格的定时约束(时延和抖动)的应用程序以及拓扑复杂性有限的网络(如线路或总线)中的流而保留的。

由于用于定义为调度流而保留的不同时间窗口的日历表的性质，通过标准802.1Qbv实现调度流也强加了一些限制。通常，标准802.1Qbv依赖于顺序地和周期性地执行的(一旦到达列表的末尾，则从列表的开头重新开始执行)门打开/门关闭命令的有限列表。每个时间窗口的出现必需是周期性的，并且其周期是由整个列表的执行持续时间所定义的循环的整数部分。

发明内容

本发明旨在改善这种情形。

为此，它提出了一种在分组交换网络中由通信实体的计算机装置实现的方法，所述通信实体包括用于发送通信信号帧的至少一个出口端口，所述帧包括：

-第一类型的帧，其作为快速业务，旨在以针对其限定了业务整形的多个突发来发送，以及

-第二类型的帧，其作为零星业务，而没有为其限定业务整形，

通信实体被配置为存储：

-第一类型的帧的多个第一队列，所述第一队列分别与所述多个突发相关联，以及

-第二类型的帧的至少一个第二队列。

更具体地，所述突发与每个突发之前的信令帧一起存储在各自的第一队列中，并且所述信令帧包括所述突发的生成时间戳，并且为了在所述第一队列中所存储的突发当中选择要发送的第一突发，通信实体被配置为：

-读取位于每个第一队列的头部的每个信令帧的时间戳，

-在所有信令帧当中确定具有最古老时间戳的信令帧，以及

-选择具有由此确定的信令帧的突发作为要发送的第一突发。

然后，提出了在无需依靠集中计算和配置的情况下通过网络分配保留的时间窗口的另一方式，其依赖于其表征可以导致过于保守的计算规则和网络资源浪费的一系列节点和链路定时参数。

在实施方式中，在所述第一突发发送期间，只要所述第一突发发送还没有完成，就推迟第二类型帧发送。

类似地，在实施方式中，在发送所述第一突发期间，只要所述第一突发发送没有完成，就推迟第一类型队列的除了第一突发的队列之外的第一类型帧发送。

在实施方式中，一旦从发送当中选择了要发送的第一突发，在发送第一突发之前：

-确定出口端口是否正在发送第二类型的帧，并且如果正在发送第二类型的帧，

-则紧接在所述第一突发的发送之前，调度具有预定最小尺寸的第二类型帧的片段，用于所述出口端口的下一次发送。

这种最小片段尺寸的细节可以在文档WO2018/174302中找到。

通常，所述队列(第一和第二队列)可以存储在先进先出存储器缓冲器中。

在实施方式中，在所述网络中提供多个通信实体作为所述第一类型帧突发的发送器，并且每个所述通信实体被配置为根据所述网络中的公共时钟基准，在相应信令帧中添加第一类型帧突发的生成时间戳。

在该实施方式中，这些通信实体中的一些可以充当所述突发的发射器，并且所述生成时间戳是相应突发的创建时间戳。

此外，在该实施方式中，这些通信实体中的一些可以充当所述突发的转发器(在本说明书的下文中也称为“网桥”)并且所述生成时间戳仍然是相应突发的创建时间戳。

因此，藉由该实施方式，即使第一类型帧突发要以许多跳并且由许多连续的发送实体来发送，通过网络的该突发发送也将相对于最近的第一类型帧突发的发送具有优先级。

在实施方式中，信令帧还包括与所述第一突发的整个第一帧中的数据的第一数量相对应的数据，并且通信实体还被配置为，在发送所述第一突发的帧期间：

-计数所述第一突发的已发送数据的第二数量，以及

-继续发送第一突发的数据，直到第二数量达到第一数量。

如以下评论的图5中所呈现的，相同突发的第一类型帧可以具有不同长度(然后在其中具有不同的“数据数量”)。然后在该实施方式中最终选择对突发具有的数据数量(或其总“长度”)、可能减去EBS帧的内容的数量进行计数。

该实施方式使得可以保持发送调度。

通常，在该实施方式中，通信实体还可以被配置为在所述第二数量达到第一数量时：

-结束第一突发的数据的发送，以及

-从相应的第一队列中刷新第一突发的任何可能的剩余数据。

在实施方式中，相同的第一队列中的不同突发由所述突发的各自的信令帧来定界。

然后，当到达突发的末尾时，即使队列不是完全空的，下一帧也应该是信令帧，或者根据此处上面的先前实施方式以其它方式来刷新下一帧。

在实施方式中，信令帧可以是包括至少一个标签的以太网帧，至少一个标签由宣告该标签的数据的一个以太网类型字段构成，所述数据至少对应于所述时间戳(并且这些数据中的一些也可能与如上所述的突发中的数据的第一总数量相关)。

该实施方式使得可以为在信令帧中的任何其它数据类型保留其它以太网类型字段(也由其它标签宣告)。

本发明还涉及一种分组交换网络的通信实体，该通信实体包括被配置为实现以上呈现的方法的至少一部分的计算电路(这样的计算电路的实施方式的示例在以下评论的图9中示出)。

本发明还涉及一种计算机软件，该计算机软件包括指令，以在软件由处理器执行时实现以上呈现的方法的至少一部分(这种计算机程序的流程图的示例在以下评论的图8A和图8B中示出)。

本发明还涉及一种计算机可读非暂时性记录介质，其上登记有软件以在软件由处理器执行时实现以上呈现的方法。

附图说明

其它特征、细节和优点将在以下详细描述和附图中示出，在附图中：

图1示出了调度流和非调度流的示例；

图2示出了不利情形的示例；

图3示出了抢占操作的示例；

图4示出了标准802.1Qbv中规定的调度方案；

图5示出了第一队列内容的示例，在此该第一队列包括由相应信令帧(命名为“EBS”帧)分隔开的多个快速突发；

图6A示出了信令帧结构的示例；

图6B示出了信令帧结构的示例；

图7示意性地示出了具有要管理的不同的第一类型(快速流)和第二类型(正常流)队列的出口端口的架构示例；

图8A是根据本说明书的方法的主要步骤的实施方式的示例的流程图；

图8B是根据本说明书的方法的主要步骤的实施方式的示例的流程图；

图9示意性地示出了根据本说明书的通信实体的计算电路的示例。

具体实施方式

本发明针对所谓的实时以太网网络，诸如在工业自动化、车载控制或列车控制应用中使用的实时以太网网络。本发明提出了将低时延通信帧的“快速突发”(在以太网TSN标准中所定义的关于抢占的意义)组织为由特定短帧定界的帧序列，每个短帧用于发信号通知每个快速突发的开始。这种显式带内快速突发定界用于触发对可能与快速突发发生干扰的“正常帧”(如TSN标准中关于抢占所定义的)的抢占操作，并且用于管理同时发生的快速突发的复用。

快速突发的发送可以与整个网络共有的循环同步。在这种情况下，快速突发可以由所谓的“发话方”(发射器)在循环期间的给定公共时间发送，并在它们发生冲突的端口中使用由突发定界帧所提供的显式定界进行复用。

本发明允许在高速阶段和正常阶段灵活地组织传输复用，而无需依靠打开和关闭时间在通信的所有参与方(发话方、收听方和网桥)之间刚性地同步的传输窗口。

以下文中：

-词语“发话方”是指作为流的来源或生产者的终端站；

-词语“收听方”是指作为流的目的地、接收器或消费者的终端站；

-词语“网桥”是指网络中的接收来自发话方(或网桥)的帧并向收听方(或网桥)发送该帧的中间节点；

-词语“流”是指从发话方到一个或更多个收听方的数据的单向流动；

-词语“快速突发”是指在快速突发起始(EBS)帧之前的帧的系列。属于快速突发的帧作为连续帧来接连地发送；

-词语“快速突发起始帧”是指插入在快速突发的开始处的帧；

-词语“快速突发门”是指到端口的本地的信号(或状态)，表示正在发送快速突发。

受益于诸如例如IEEE 802.1AS(-Rev)或IEEE 1588之类的协议，网络的所有终端站和网桥保持共同的基准时间(例如，来自网络的时钟)。

当发话方生成快速流时，它通过在帧系列的开始处插入EBS帧将所产生的帧系列组织在快速突发中。

如图5所示，包括EBS帧的快速突发的所有帧被接连发送(帧#1、帧#2、帧#3)，例如仅由最小预定帧间间隙而分开，例如由媒体访问标准IEEE 802.3所规定的最小预定帧间间隙。

当收听方接收到快速突发时，它识别并丢弃EBS帧，并且向上层传送快速突发的有效帧。

在图6A所示的一般实施方式中，EBS帧通常可以包括诸如以下的数据：

-目的地MAC地址，

-源MAC地址，

-可能的VLAN-ID，

-根据以上呈现的实施方式：

*突发创建的时间戳，在图6A中称为EBSInitTxDate，

*以及其长度，在图6A中被称为EBLength(即，突发中所包含的数据总数)。

在以太网背景中，EBS帧可以具有如图6B所示的结构的结构，并且可以具有例如标准以太网帧的最小尺寸(64字节长)，并且包括与流中的帧相同的信息(通常为层2)，即：

-目的地MAC地址

-源MAC地址，以及

-VLAN-Tag，并且可能还有

-由它们各自的以太网类型标识的其它标签。

然而，如图6B所示，它们通过由特定Ethertype值(EBS-Tag Ethertype(EBS-标签以太网类型))标识的附加标签与突发的其它帧区分开。

EBS-标签包括三条信息(包括EBS-TagEthertype字段)：

-EBLength：除了EBS帧本身之外的帧的快速突发的长度，例如表示为字节数，

-EBSInitTxDate：由上述“发话方”插入的、相对于整个网络共有的时间(例如，由网络中的基准时钟给出的)的EBS帧的初始发送日期。

EBS帧中的可用有效载荷可以能够用于由EBS-标签(EBS-Tag)之后其自身的以太网类型(Ethertype)用信号通知的任何其它应用(例如，网络控制)。

下面描述网桥在入口端口接收快速突发并在出口端口发送该快速突发的操作。通常，从网桥的入口端口过滤并且转发属于快速突发的所有帧(与其它接收到的帧一样)。快速突发的处理更具体地发生在网桥的出口端口中。

如图7所示，快速突发的帧以FIFO次序存储在目的地出口端口中的专用per-Express-stream队列中。

正常帧也以FIFO次序存储在分配给正常流的一个或数个队列中。目的地队列的选择是根据按照网络管理所定义的准则(例如，业务等级、优先级等)而进行的。

对于每个快速流，出口端口维护与流相关的其它信息当中的包含以下快速突发相关数据的上下文：

-EBActive：是指快速流的活动性，并且表示快速流队列非空或者正在接收该流的EBS帧；

-HeadEBSFrameTrxDate：是指存储在流队列头部的EBS帧的初始发送日期(例如，表示为时间戳)。如果在出口端口接收到EBS帧并且与流相关联的队列为空，则EBS帧中包含的初始发送日期(EBSInitTxDate)存储在流上下文中的HeadEBSFrameTrxDate中；

-RemEBLength：是指要发送的快速突发的剩余部分的长度。在发送EBS帧时用存储在其EBLength字段中的值初始化该参数的值。它在相同突发的后续快速突发帧的发送过程中不断递减，并在同一帧的发送期间保持不变。

此外，出口端口维护两个标志：

-XpressBurstGate：指示端口当前正在发送快速突发。XpressBurstGate在出口端口发送EBS帧时被设置，并且在RemEBLength达到零时被重置；

-EBReady：指示在端口上准备发送至少一个快速突发，即，快速流队列中的至少一个不为空。如果未设置EBReady并且接收到EBS帧，则设置EBReady。

可以如下参照图8A和图8B描述网络节点的出口端口操作(这里，对帧突发进行中继)。图8A是指一旦接收到(Start Rx：开始接收)帧突发时执行的步骤，而图8B是指为了发送(开始发送)帧突发而执行的步骤。

在该示例中，作为一般规则，只要当前快速突发发送尚未完成，就不能发送其它正常帧或属于其它快速流的帧。

因此，在步骤S1和S9中，在要发送(或接收(步骤S9)和重发)的正常业务帧和要发送(或要接收(步骤S1)和重发)的快速帧之间进行区分。

在任何情况下，节点读取接收到的帧并确定在出口端口是否接收到EBS帧(然后用信号通知快速突发的开始)。

如果接收到EBS帧，则这意味着存在快速突发并且准备好从出口端口发送。因此，在测试S2中，如果变量EBActive＝1，则这意味着存在至少一个快速帧要发送，而且此外，如果标志XpressBurstGate被设置为1(在步骤S4中)，其意味着出口端口将准备好发送快速帧(并且当前未用于正常业务)，则在步骤S5中，接收到的快速突发帧(快速帧突发和位于其头部的EBS帧)可以被留出并存储在FIFO型队列中(i)用于未来发送(B)，如以下参照图8B所述的。

否则，如果在要发送快速帧(来自测试S2的箭头“是”)的同时，标志XpressBurstGate被设置为0(在步骤S4中)，则认为正常业务被视为当前正在发送但应该被中断，可能有要发送的正常帧的最新片段(如先前参照图3所解释的)。然后，在步骤S6中，确定是否当前正在执行正常帧的发送。如果是，则在步骤S7中将接收到的快速帧突发留出在队列(i)中(如先前解释的步骤S5)。否则，发送正常帧的最新片段，然后在步骤S8中，当正常帧的该片段的末尾发送(片段的总长度是预定的)到达时，可以最终发生快速帧的发送(B)，如以下参照图8B所描述的。

在步骤S8中可能发送的片段的最小尺寸例如是在文档WO2018/174302中呈现的尺寸。

对于接收到正常业务时的处理(步骤S9)，首先，在步骤S10中确定是否已经接收到快速突发(如果是：在步骤S11中EBReady＝1)。如果是，则由于快速业务对正常业务的抢占，在步骤S13中将正常业务帧留出并存储在FIFO型队列(i)中用于未来发送。如果尚未接收到快速突发(在步骤S11中EBReady＝0)，则可以发生正常业务发送(A)，除非正在执行来自先前队列的正常业务的发送(来自步骤S12的箭头“是”：在这种情况下，在步骤S13中将当前接收的正常帧突发存储在临时队列中)。

现在参照图8B(对于该过程的发送部分)，如果在步骤S14和S15中没有快速帧准备要发送(EBReady＝0)，则在步骤S17可以发送正常业务(来自测试S16的箭头为“否”)。否则(EBReady＝1)，将要发送快速突发帧，并且为了确定首先要从哪个队列发送快速帧，如下执行步骤S18。选择用于下一次发送的快速流队列使得在快速流队列头部的EBS帧具有更小的HeadEBSFrameTrxDate。然后，在步骤S19中将标志XpressBurstGate设置为1，并且在步骤S20中发送该队列的帧。

此外，在步骤S21用从EBS帧中的EBLength字段读取的值初始化计数器RemEBLength(i)。在步骤S22中以链路速度发送与该EBS帧相对应的快速突发的每个后续帧，并且RemEBLength(i)递减以字节表示的帧长度的值。当RemEBLength(i)达到零时(在步骤S23中)，这种情形应该对应于具有该当前EBS帧的那个快速突发的末尾。那么可能发生两种类型的情形(测试S24)：

-该快速突发的完整队列(i)为空，或

-相同队列(i)中的下一个快速突发以新的EBS帧开始(即，相同队列(i)的下一个第一帧是EBS帧)。

如果遇到这两种情况之一，则在步骤S26中可以将快速突发门重置为零(XpressBurstGate＝0)，这意味着出口端口对于快速帧发送当前不是活动的。如果有或者可能有另一快速流队列内容(如果有的话，如在步骤S27中测试的)，则下一步可以是正常帧或片段的发送。更具体地说，如果在测试S27中所有快速流队列为空，则标志EBActive可以被设置为0。

如果在测试S24中没有遇到以上所述两种情况，意味着RemEBLength达到零而整个快速突发发送还没有完成，那么已经发生了错误。然后来自该队列的帧的任何当前发送中止并且该队列(i)被刷新(在步骤S25中)直到下一个EBS帧，或者如果队列(i)中不存在EBS帧，则队列(i)完全被刷新。

与图8A和图8B相对应的算法最终可以总结如下：

如果在出口端口上接收到EBS帧并且EBActive＝0(分配给流的队列为空)，则EBActive被设置为1。

如果XpressBurstGate＝1，即，正在发送快速突发，则将突发的传入的EBS帧和可能的后续帧存储在相应的快速流队列中。如果相应的快速流队列为空，则快速流上下文的HeadEBSFrameTxDate变量被设置为EBS帧的EBSInitTxDate字段的值。

如果EBReady被设置为1，则传入的正常流存储在各自的队列中。

每当EBReady未被设置为1且正常流队列不全为空时，选择正常流队列之一头部的帧或片段或当前接收的正常帧或片段进行发送(根据通过网络管理而固定的规则)。

否则，如果EBReady被设置为1：

如果XpressBurstGate＝0且当前没有发送正常帧，则发送位于ES队列头部且HeadEBSFrameTxDate更小的EBS帧，并打开快速突发发送门(XpressBurstGate＝1)，以保留整个端口容量用于发送属于快速突发的后续帧。

如果XpressBurstGate＝0并且正在发送正常帧，则根据802.3br和802.1bu标准，后者被抢占。然后在由于抢占操作而导致正常帧片段结束后发送EBS帧，并且XpressBurstGate被设置为1。

相对于上述递减，一旦发送了EBS帧，则用从EBS帧中的EBLength字段读取的值初始化流上下文中的RemEBLength数据。然后发送快速突发的每个后续帧，并且RemEBLength递减帧长度的值。当RemEBLength达到零时，快速突发门被重置(XpressBurstGate＝0)。如果在发送快速帧期间RemEBLength达到零，则中止后者。如果相应的快速流队列不为空并且其头部的帧不是EBS帧，则队列将被刷新直到下一个EBS帧，或者如果队列中不存在EBS帧则完全刷新。

如果在快速突发发送之后，快速流队列不为空，则快速流上下文的变量HeadEBSFrameTxDate被更新为现在存储在队列头部的新EBS帧的EBSInitTxDate字段中所包含的值。

如果快速流队列全部为空，则EBactive被重置为0。

可以根据任何当前应用需求，根据网络上的循环通信实现来操作该协议。因此假设对网络中的所有链路应用相同的循环。在这样的配置中，得益于公共时钟分发，所有发话方可以在这个循环上同步，并且可以根据该循环组织它们的发送。然后，在可能的实现中，所有的发话方在循环开始时发送它们的快速突发，每个快速突发与循环开始具有不同的偏移。由快速突发头部的EBS帧中所包含的EBSInitTxDate反映该偏移。该偏移指示由每个网桥节点使用，以在快速突发被转发到公共链路上时复用这些快速突发。

本发明使得可以在不必使用静态离线配置的情况下向时间关键型应用提供超低时延的数据传输。通常，它可以应用于诸如工业或汽车网络之类的嵌入型控制网络中。

图9中呈现了根据本发明的通信装置的可能实现(诸如，例如上文所解释的“网桥”)。该装置可以包括用于实现例如在图8A和图8B的实施方式中所描述的、根据本发明的方法的步骤的处理电路。该处理电路通常可以包括：

-出口端口EgP，其如以上参照图8A和图8B所描述地发送帧，

-可能的入口端口InP，其接收帧(以及可能从出口端口EgP重新发送的帧中的至少一些)，

-存储器MEM，其用于至少存储根据本发明的计算机程序的指令(以及也可能的例如根据FIFO型队列的帧)，

-处理器PROC，其访问存储器MEM以读取上述指令，然后执行本发明的方法，

-输入接口COM，其用于通常接收时钟数据NCLK，该时钟数据NCLK是网络中的公共基准(并且可以例如由设置于网络中的通信时钟装置提供。该基准NCLK使通信装置CDE能够在通信装置CDE生成EBS帧(以及相应的后续快速帧突发)时在EBS帧的字段中添加时间戳，以用于未来发送。

为了示例的简单和清楚，附图例示了构造的一般方式，并且可以省略公知的特征和技术的描述和细节以避免不必要地模糊对本发明所描述的实施方式的讨论。某些附图可能以理想化的方式示出以帮助理解，诸如当结构示出为具有直线、锐角和/或平行平面等时，而这些在现实条件下可能会明显不那么对称和有序。不同附图中的相同标号指代相同的元件，而类似的附图标记可以但并非必须指代类似的元件。

此外，应清楚，本文的教导可以以多种形式体现并且本文所公开的任何特定结构和/或功能仅是代表性的。具体而言，本领域技术人员将理解，本文所公开的一个方面可以独立于任何其它方面来实现，并且几个方面可以以各种方式组合。

下面参照根据一个或更多个示例性实施方式的方法、系统和计算机程序的功能、引擎、框图和流程图示例来描述本公开。每个所描述的框图和流程图示例的功能、引擎、块可以以硬件、软件、固件、中间件、微代码或其任何合适的组合来实现。如果以软件实现，则框图和/或流程图示例的功能、引擎和块可以通过计算机程序指令或软件代码来实现，计算机程序指令或软件代码可以在计算机可读介质上存储或发送，或加载至通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理设备上来生产机器，使得在计算机或其它可编程数据处理设备上执行的计算机程序指令或软件代码创建用于实现本文所描述的功能的装置。

计算机可读介质的实施方式包括但不限于计算机存储介质和通信介质，二者包括便于将计算机程序从一个地方传送到另一个地方的任何介质。如本文所用的，“计算机存储介质”可以是可由计算机或处理器访问的任何物理介质。此外，术语“存储器”和“计算机存储介质”包括任何类型的数据存储装置，诸如但不限于，硬盘驱动器、闪存驱动器或其它闪存装置(例如，存储密钥、记忆棒、密钥驱动器、SSD驱动器)、CD-ROM或其它光存储器、DVD、磁盘存储器或其它磁存储装置、存储芯片、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、智能卡或可以用于以计算机处理器可以读取的指令或数据结构形式携带或存储程序代码的任何其它合适的介质、或它们的组合。而且，各种形式的计算机可读介质可以有线(同轴线缆、光纤、双绞线、DSL线缆)或无线(红外线、无线电、蜂窝、微波)地向包括路由器、网关、服务器或其它传输装置的计算机传输或携带指令。指令可以包括来自包括但不限于汇编、C、C++、Python、Visual Basic、SQL、PHP和JAVA的任何计算机编程语言的代码。

除非另外具体提及，否则将理解，贯穿以下描述讨论，利用诸如处理、计算、算出、确定等术语是指计算机或计算系统或类似电子计算装置的如下动作或过程：将表示为计算系统的寄存器或存储器中的物理(诸如电)量的数据操作或转换为类似地表示为计算系统的存储器、寄存器或其它此类信息存储器、发送或显示装置内的物理量的其它数据。

如本文所用，术语“包括”、“包含”、“具有”及其任何变型旨在涵盖非排它性的包括，使得包括元素列表的过程、方法、制品或设备并非必须限于这些元素，而是可以包括未明确列出的或此类过程、方法、制品或设备固有的其它元素。

此外，本文使用的词语“示例性”表示“用作示例、实例或例示”。本文描述为“示例性”的任何实施方式或设计并非必须被解释为优于其它实施方式或设计或对于其它实施方式或设计有优点。

出于本主题公开的目的，“网络”应被理解为指可以联接装置(本文中也称为“节点”或“通信实体”)使得可以在这些装置之间(例如包括在经由无线网络联接的无线装置之间)进行数据通信的网络。例如，网络还可以包括大容量存储器，例如网络附接存储器(NAS)、存储区网络(SAN)、或其它形式的计算机或机器可读介质，以及给予装置时钟基准的时钟计数器。可以使用各种类型的装置(例如，网关)，以针对网络中所使用的不同架构或协议提供可互操作的能力。根据本说明书，可以在计算机网络中使用任意数量的节点、装置、设备、链路、互连等。

网络的计算装置(例如，传感器节点或执行器节点)可以能够诸如经由有线或无线网络发送或接收信号，和/或可以能够处理和/或存储数据。

应当理解，本主题公开的实施方式可以用于各种应用，具体而言，但不限于工业网络，诸如其中潜在大量的传感器在不同地点(例如，在工厂或核电厂设施中)协同监测物理或环境状况的工业总线或传感器网络。尽管本主题公开不限于该方面，但本文公开的方法可以用于具有诸如以下的各种拓扑的许多类型的计算机网络：例如，任何LLN网络、任何菊花链拓扑网络、任何车辆总线网络、任何多跳系统(例如，网状网络)、任何物联网(IoT)网络或系统、任何机器到机器(M2M)网络或系统(例如，智能对象网络，诸如传感器网络)、或其任何组合，并且可以用在诸如计算机网络的任何网络节点中的许多设备中，诸如，例如根节点、网关节点、传感器节点、执行器节点、或连接到或包含于计算机网络中的任何服务器中。

虽然已经针对优选实施方式描述了本发明，但是本领域技术人员将容易理解，可以在不脱离如由所附权利要求限定的本发明的精神或范围的情况下，对本发明进行各种改变和/或修改。

尽管在某些优选实施方式的上下文中公开了本发明，但是应当理解，可以在各种其它实施方式中实现系统、装置和方法的某些优点、特征和方面。此外，预期本文所述的各个方面和特征可以单独实施、组合在一起实施或相互替代地实施，并且可以进行特征和方面的各种组合和子组合，并且仍落入本发明的范围内。此外，上述系统和装置不需要包括优选实施方式中描述的所有模块和功能。

可以使用各种不同技术和手段中的任一种来表示本文所描述的信息和信号。例如，数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和芯片可以由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子、或它们的任何组合来表示。

依据实施方式，本文描述的任何方法的某些动作、事件或功能可以以不同的顺序执行，可以添加、合并或全部一起省略(例如，并非所有描述的动作或事件是实施该方法所必需的)。此外，在某些实施方式中，动作或事件可以同时执行而不是顺序地执行。

Claims (15)

1.一种在分组交换网络中由通信实体的计算机装置实现的方法，所述通信实体包括用于发送通信信号帧的至少一个出口端口EgP，所述帧包括：

-第一类型的帧，其作为快速业务，旨在以针对其限定了业务整形的多个突发来发送，以及

-第二类型的帧，其作为零星业务，没有为其限定业务整形，

所述通信实体被配置为存储：

-所述第一类型的帧的多个第一队列，所述第一队列分别与所述多个突发相关联，以及

-所述第二类型的帧的至少一个第二队列，

其中，所述突发与每个突发之前的信令帧一起存储在各自的第一队列中，并且所述信令帧包括所述突发的生成时间戳，

并且其中，为了在所述第一队列中所存储的突发当中选择要发送的第一突发，所述通信实体被配置为：

-读取位于每个第一队列的头部的每个信令帧的所述时间戳，

-在所有所述信令帧当中确定具有最古老时间戳的信令帧，以及

-选择具有由此确定的信令帧的突发作为要发送的所述第一突发。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在发送所述第一突发期间，只要所述第一突发发送还没有完成，就推迟第二类型帧发送。

3.根据权利要求1和2中的任一项所述的方法，其中，在发送所述第一突发期间，只要所述第一突发发送没有完成，就推迟第一类型队列中的除了所述第一突发的队列之外的第一类型帧发送。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，一旦从发送当中选择了要发送的第一突发，则在发送所述第一突发之前：

-确定所述出口端口是否正在发送所述第二类型的帧，并且如果正在发送所述第二类型的帧，

-则紧接在所述第一突发的发送之前调度具有预定最小尺寸的第二类型帧的片段，用于所述出口端口的下一次发送。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述队列被存储在先进先出存储器缓冲器中。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在所述网络中提供多个通信实体作为所述第一类型帧突发的发送器，并且其中，每个所述通信实体被配置为根据所述网络中的公共时钟基准，在相应信令帧中添加第一类型帧突发的生成时间戳。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述通信实体的至少一部分充当所述突发的发射器，并且所述生成时间戳是相应突发的创建时间戳。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述通信实体的至少一部分充当所述突发的转发器，并且所述生成时间戳是相应突发的创建时间戳。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述信令帧还包括与所述第一突发的整个第一帧中的数据的第一数量相对应的数据，并且其中，所述通信实体还被配置为：在发送所述第一突发的帧期间：

-计数所述第一突发的已发送数据的第二数量，以及

-继续发送所述第一突发的数据，直到所述第二数量达到所述第一数量。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述通信实体还被配置为在所述第二数量达到所述第一数量时：

-结束所述第一突发的数据的发送，以及

-从相应的第一队列中刷新所述第一突发的任何可能的剩余数据。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，相同的第一队列中的不同突发由所述突发的各自的信令帧来定界。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述信令帧能够是包括至少一个标签的以太网帧，所述至少一个标签由宣告所述标签的数据的一个以太网类型字段构成，所述数据至少对应于所述时间戳。

13.一种分组交换网络的通信实体，该通信实体包括计算电路，该计算电路被配置为实现根据前述权利要求中任一项所述的方法的至少一部分。

14.一种计算机软件，该计算机软件包括指令，以在所述软件由处理器执行时实现根据权利要求1至12中任一项所述的方法的至少一部分。

15.一种计算机可读非暂时性记录介质，在该计算机可读非暂时性记录介质上登记有软件，以在所述软件由处理器执行时实现根据权利要求1至12中任一项所述的方法。

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