CN113965520B - 报文发送调度方法和装置、异步流量整形器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种报文发送调度方法和装置、异步流量整形器。报文发送调度方法包括如下步骤：S1：基于IEEE802.1Qcr标准，计算报文的发送时间eligibilityTime；S2：通过判断eligibilityTime+ProcessingDelayMax是否小于等于arrivalTime+MaxResidenceTime，来判断报文的eligibilityTime是否满足设置的最大驻留时间，其中，ProcessingDelayMax为最大处理延迟，arrivalTime为报文到达时间，MaxResidenceTime为最大驻留时间，若报文的eligibilityTime满足设置的最大驻留时间，则进行至步骤S3，否则丢弃报文；S3：基于IEEE802.1Qcr标准，更新ATS整形器的状态数据，然后进行至步骤S4；S4：基于IEEE802.1Qcr标准，计算报文的指定发送时间assignedEligibilityTime。本发明可以让异步流量整形器处理后的可发送报文都能符合系统规定的最大驻留时间的限制，优化了网络系统的控制效果，简化了系统管理难度。
Description
技术领域
本发明涉及以太网时间敏感网络领域，尤其涉及一种报文发送调度方法和装置、异步流量整形器。
背景技术
IEEE802.1Qcr引入了异步流量整形器(Asynchronous Traffic Shaping)的技术方案，针对非周期性的时间敏感数据流依据预定带宽进行发送时间的安排，当数据流有报文到达的时候，根据报文长度和数据流的预定带宽，计算出报文发送的时间。这样报文的转发速度就满足了带宽的控制要求。
异步流量整形器(ATS)有对应的最大驻留时间(MaxResidenceTime)，报文最大的可发送时间是报文到达时间(arrivalTime)加上最大驻留时间。
最大可发送时间＝arrivalTime+MaxResidenceTime
当计算出来的报文发送时间(eligibilityTime)会导致报文的驻留时间大于最大驻留时间时，报文就会被丢弃。也就说报文eligibilityTime不能大于最大可发送时间。
为了让发出的数据流更平滑，IEEE802.1Qcr标准引入了最小时钟偏差(ClockOffsetMin)和最大处理延迟(ProcessingDelayMax)两个调整参数，以此计算出指定发送时间(assignedEligibilityTime)用于报文发送调度。
assignedEligibilityTime＝eligibilityTime+ClockOffsetMin+ProcessingDelayMax
这个指定发送时间可能会导致实际发出的报文驻留时间长于指定的最大驻留时间，让系统控制变得困难和混乱。即报文发送的时间assignedEligibilityTime可能会大于最大可发送时间。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种报文发送调度方法和装置、异步流量整形器，本发明使用计算出来的assignedEligibilityTime判断报文是否符合最大驻留时间的限制，而不是依据标准中使用的eligibilityTime进行判断，从而可以让异步流量整形器处理后的可发送报文都能符合系统规定的最大驻留时间的限制，优化了网络系统的控制效果，简化了系统管理难度。
为达到上述目的，本发明的技术方案提供了一种报文发送调度方法，其包括如下步骤：
S1：基于IEEE802.1Qcr标准，计算报文的发送时间eligibilityTime；
S2：通过判断eligibilityTime+ProcessingDelayMax是否小于等于arrivalTime+MaxResidenceTime，来判断报文的eligibilityTime是否满足设置的最大驻留时间，其中，ProcessingDelayMax为最大处理延迟，arrivalTime为报文到达时间，MaxResidenceTime为最大驻留时间，若报文的eligibilityTime满足设置的最大驻留时间，则进行至步骤S3，否则丢弃报文；
S3：基于IEEE802.1Qcr标准，更新ATS整形器的状态数据，然后进行至步骤S4；
S4：基于IEEE802.1Qcr标准，计算报文的指定发送时间assignedEligibilityTime。
在进一步的技术方案中，在步骤S4中，报文的assignedEligibilityTime＝eligibilityTime+ClockOffsetMin+ProcessingDelayMax，其中，ClockOffsetMin为最小时钟偏差。
在进一步的技术方案中，在步骤S1中，根据业务流配置的流速限制来计算报文的发送时间eligibilityTime。
在进一步的技术方案中，ProcessingDelayMax和ClockOffsetMin为配置在设备系统中的预测试出来的规格参数。
本发明还提供了一种报文发送调度装置，其包括：
eligibilityTime计算模块，用于基于IEEE802.1Qcr标准，计算报文的发送时间eligibilityTime；
驻留时间比较模块，用于通过判断eligibilityTime+ProcessingDelayMax是否小于等于arrivalTime+MaxResidenceTime，来判断eligibilityTime是否满足设置的最大驻留时间，其中，ProcessingDelayMax为最大处理延迟，arrivalTime为报文到达时间，MaxResidenceTime为最大驻留时间，若eligibilityTime满足设置的最大驻留时间，则进行至步骤S3，否则丢弃报文；
整形器状态更新模块，用于在eligibilityTime满足设置的最大驻留时间时，基于IEEE802.1Qcr标准，更新ATS整形器的状态数据；
assignedEligibilityTime计算模块，用于基于IEEE802.1Qcr标准，计算报文的指定发送时间assignedEligibilityTime；
报文丢弃模块，用于当eligibilityTime不满足最大驻留时间时，丢弃报文。
在进一步的技术方案中，在assignedEligibilityTime计算模块计算assignedEligibilityTime时，assignedEligibilityTime＝eligibilityTime+ClockOffsetMin+ProcessingDelayMax，其中，ClockOffsetMin为最小时钟偏差。
在进一步的技术方案中，eligibilityTime计算模块根据业务流配置的流速限制来计算报文的发送时间eligibilityTime。
在进一步的技术方案中，ProcessingDelayMax和ClockOffsetMin为配置在设备系统中的预测试出来的规格参数。
本发明的实施方式还提供了一种异步流量整形器，其使用如上所述的报文发送调度方法，或者包括如上所述的报文发送调度装置。
附图说明
图1是现有标准中的报文发送调度方式；
图2是本发明的报文发送调度方式。
具体实施方式
本发明为异步流量整形技术，更具体的是一种基于IEEE802.1Qcr标准的数据流整形方法，为异步数据流提供比原有标准更优的整形效果，防止报文实际驻留时间长于系统指定的最大驻留时间，简化系统控制难度。
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
本发明的异步流量整形器，包括eligibilityTime计算模块，用于计算报文的eligibilityTime；assignedEligibilityTime计算模块，用于计算报文的assignedEligibilityTime；驻留时间比较模块，用于比较报文的assignedEligibilityTime是否满足设置的最大驻留时间；整形器状态更新模块，用于更新ATS整形器的状态数据；报文丢弃模块，当assignedEligibilityTime不满足最大驻留时间时，丢弃报文，不进行转发处理。
eligibilityTime是根据业务流配置的流速限制计算出的报文离开本设备的时间，ATS流速有两级限制，ATS流级别和ATS组级别，eligibilityTime的时间除了满足当前流的速率限制之外，还要满足ATS组中所有流的报文按照先进先出的原则进行发送时间的排队。比如A和B两个流属于同一个ATS组，A流当前有个报文，按照它上一个报文的发送时间和流速限制，计算出现当前这个报文的发送时间T1，同时要根据ATS组中记录的组内最近一个报文的发送时间T2，T1如果小于T2，本报文的发送时间就要安排为T2，也就是这个报文不能早于ATS组内的上一个报文发出。随后更新ATS组中记录的最近报文的发送时间。ATS整形器的状态数据主要就是ATS流和ATS组最近一个报文的发送时间，更新的目的是为了用来计算下一个报文的发送时间。
arrivalTime是报文进入本设备的时间，在进入设备的时候，在入口处记录报文的到达时间。MaxResidenceTime是网络管理设定的ATS组的报文在本设备的最大驻留时间，通过管理软件进行配置。驻留时间是指报文在这个设备上发出和到达的时间差。
eligibilityTime是整形器计算出来的报文的发出时间，但是报文从整形器的处理到报文发送模块的处理还有一段时间，这段时间不固定，ProcessingDelayMax是指这一段时间最大可能的时延。如果不考虑这一段时延，那么有可能连续的报文到达发送模块的时候，计算出来的eligibilityTime都已经小于当前时间了，这些报文会不间断发出。当这些报文都增加ProcessingDelayMax的时延之后，它们发送的间隔就是ATS整形器计算出的间隔了。
assignedEligibilityTime是发送模块发送报文时依据的时间，发送模块和调度器的时钟可能会有偏差，ClockOffsetMin是这个最小的偏差，使用这个参数可以消除一定的时间误差。
ProcessingDelayMax和ClockOffsetMin是在设备生产出来之后就能测试出来的规格参数，配置在设备系统中。
本发明使用计算出来的assignedEligibilityTime判断报文是否符合最大驻留时间的限制，而不是依据标准中使用的eligibilityTime进行判断。assignedEligibilityTime才是报文真正的发送时间点，如果依照标准的实现方式，会导致报文实际的驻留时间超出设定的最大驻留时间。
本发明的优化异步流量整形器效果的方法通过如下若干个模块来实现：
(1)eligibilityTime计算模块，基于IEEE802.1Qcr标准，计算报文的eligibilityTime。
(2)驻留时间比较模块，用于比较报文的eligibilityTime是否满足设置的最大驻留时间。计算的比较公式是
eligibilityTime+ProcessingDelayMax<＝arrivalTime+MaxResidenceTime
(3)整形器状态更新模块，用于更新ATS整形器的状态数据。基于IEEE802.1Qcr标准，只有eligibilityTime满足最大驻留时间的报文才更新整形器状态。
(4)assignedEligibilityTime计算模块，基于IEEE802.1Qcr标准，计算报文的assignedEligibilityTime。
(5)报文丢弃模块，当eligibilityTime不满足最大驻留时间时，丢弃报文，不进行转发处理。
在(1)、(2)、(3)、(4)和(5)模块中的功能可以分别实现，也可以合并实现。
在本发明的实施方式中，提供了一种报文发送调度方法，参见图2，其包括如下步骤：
S1：基于IEEE802.1Qcr标准，计算报文的发送时间eligibilityTime；
S2：通过判断eligibilityTime+ProcessingDelayMax是否小于等于arrivalTime+MaxResidenceTime，来判断报文的eligibilityTime是否满足设置的最大驻留时间，其中，ProcessingDelayMax为最大处理延迟，arrivalTime为报文到达时间，MaxResidenceTime为最大驻留时间，若报文的eligibilityTime满足设置的最大驻留时间，则进行至步骤S3，否则丢弃报文；
S3：基于IEEE802.1Qcr标准，更新ATS整形器的状态数据，然后进行至步骤S4；
S4：基于IEEE802.1Qcr标准，计算报文的指定发送时间assignedEligibilityTime。
在进一步的技术方案中，在步骤S4中，报文的assignedEligibilityTime＝eligibilityTime+ClockOffsetMin+ProcessingDelayMax，其中，ClockOffsetMin为最小时钟偏差。
在进一步的技术方案中，在步骤S1中，根据业务流配置的流速限制来计算报文的发送时间eligibilityTime。
在进一步的技术方案中，ProcessingDelayMax和ClockOffsetMin为配置在设备系统中的预测试出来的规格参数。
在本发明的其他实施方式中，还提供了一种报文发送调度装置，其包括：
eligibilityTime计算模块，用于基于IEEE802.1Qcr标准，计算报文的发送时间eligibilityTime；
驻留时间比较模块，用于通过判断eligibilityTime+ProcessingDelayMax是否小于等于arrivalTime+MaxResidenceTime，来判断eligibilityTime是否满足设置的最大驻留时间，其中，ProcessingDelayMax为最大处理延迟，arrivalTime为报文到达时间，MaxResidenceTime为最大驻留时间，若eligibilityTime满足设置的最大驻留时间，则进行至步骤S3，否则丢弃报文；
整形器状态更新模块，用于在eligibilityTime满足设置的最大驻留时间时，基于IEEE802.1Qcr标准，更新ATS整形器的状态数据；
assignedEligibilityTime计算模块，用于基于IEEE802.1Qcr标准，计算报文的指定发送时间assignedEligibilityTime；
报文丢弃模块，用于当eligibilityTime不满足最大驻留时间时，丢弃报文。
在进一步的技术方案中，在assignedEligibilityTime计算模块计算assignedEligibilityTime时，assignedEligibilityTime＝eligibilityTime+ClockOffsetMin+ProcessingDelayMax，其中，ClockOffsetMin为最小时钟偏差。
在进一步的技术方案中，eligibilityTime计算模块根据业务流配置的流速限制来计算报文的发送时间eligibilityTime。
在进一步的技术方案中，ProcessingDelayMax和ClockOffsetMin为配置在设备系统中的预测试出来的规格参数。
在本发明的另外的实施方式中，还提供了一种异步流量整形器，其使用如上所述的报文发送调度方法，或者包括如上所述的报文发送调度装置。
异步流量整形器计算的报文assignedEligibilityTime是整形器安排的报文真正发送的时间点，这个时间是eligibilityTime增加了ProcessingDelayMax之后的值，使用这个时间点来判断是否满足最大驻留时间才是符合应用逻辑和实际需求的。IEEE802.1Qcr标准中规定的使用eligibilityTime进行最大驻留时间的判断，会导致有的发送报文真实的驻留时间超过网络系统规定的最大驻留时间。
本发明可以让异步流量整形器处理后的可发送报文都能符合系统规定的最大驻留时间的限制，优化了网络系统的控制效果，简化了系统管理难度。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种报文发送调度方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：基于IEEE802.1Qcr标准，计算报文的发送时间eligibilityTime；
S2：通过判断eligibilityTime+ProcessingDelayMax是否小于等于arrivalTime+MaxResidenceTime，来判断报文的eligibilityTime是否满足设置的最大驻留时间，其中，ProcessingDelayMax为最大处理延迟，arrivalTime为报文到达时间，MaxResidenceTime为最大驻留时间，若报文的eligibilityTime满足设置的最大驻留时间，则进行至步骤S3，否则丢弃报文；
S3：基于IEEE802.1Qcr标准，更新ATS整形器的状态数据，然后进行至步骤S4；
S4：基于IEEE802.1Qcr标准，计算报文的指定发送时间assignedEligibilityTime。
2.根据权利要求1所述的报文发送调度方法，其特征在于，在步骤S4中，报文的assignedEligibilityTime＝eligibilityTime+ClockOffsetMin+ProcessingDelayMax，其中，ClockOffsetMin为最小时钟偏差。
3.根据权利要求2所述的报文发送调度方法，其特征在于，在步骤S1中，根据业务流配置的流速限制来计算报文的发送时间eligibilityTime。
4.根据权利要求3所述的报文发送调度方法，其特征在于，ProcessingDelayMax和ClockOffsetMin为配置在设备系统中的预测试出来的规格参数。
5.一种报文发送调度装置，其特征在于，包括：
eligibilityTime计算模块，用于基于IEEE802.1Qcr标准，计算报文的发送时间eligibilityTime；
驻留时间比较模块，用于通过判断eligibilityTime+ProcessingDelayMax是否小于等于arrivalTime+MaxResidenceTime，来判断eligibilityTime是否满足设置的最大驻留时间，其中，ProcessingDelayMax为最大处理延迟，arrivalTime为报文到达时间，MaxResidenceTime为最大驻留时间，若eligibilityTime满足设置的最大驻留时间，则进行至步骤S3，否则丢弃报文；
整形器状态更新模块，用于在eligibilityTime满足设置的最大驻留时间时，基于IEEE802.1Qcr标准，更新ATS整形器的状态数据；
assignedEligibilityTime计算模块，用于基于IEEE802.1Qcr标准，计算报文的指定发送时间assignedEligibilityTime；
报文丢弃模块，用于当eligibilityTime不满足最大驻留时间时，丢弃报文。
6.根据权利要求5所述的报文发送调度装置，其特征在于，在assignedEligibilityTime计算模块计算assignedEligibilityTime时，assignedEligibilityTime＝eligibilityTime+ClockOffsetMin+ProcessingDelayMax，其中，ClockOffsetMin为最小时钟偏差。
7.根据权利要求6所述的报文发送调度装置，其特征在于，eligibilityTime计算模块根据业务流配置的流速限制来计算报文的发送时间eligibilityTime。
8.根据权利要求7所述的报文发送调度装置，其特征在于，ProcessingDelayMax和ClockOffsetMin为配置在设备系统中的预测试出来的规格参数。
9.一种异步流量整形器，其特征在于，使用如权利要求1-4中任一项所述的报文发送调度方法，或者包括如权利要求5-8中任一项所述的报文发送调度装置。
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