CN114422589A - 数据传输方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数据传输方法、装置、设备及存储介质。其中，所述方法包括：记录网络中发送端设备发送相邻两个数据包中每个数据包对应的第一时刻和序号；通过所述网络，将所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号发送给所述网络中的末节点；其中，所述第一时刻用于供所述末节点确定将相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻；所述相邻两个数据包分别对应的第二时刻和第一时刻的时间间隔相同；所述第二时刻和所述序号用于供所述末节点将所述相邻两个数据包发送给所述接收端设备。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种数据传输方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
随着网络技术的快速发展，以及垂直行业对网络中传输的数据的时延要求，如何实现确定性时延传输越来越重要，即，如何保证网络中相邻两个数据包的收发间隔是相同的。通常，可以采用时间敏感型网络(TSN，Time Scalar Network)技术或确定性网络(DetNet，Deterministic Networking)技术实现确定性时延传输，但是，需要对网络中的各设备进行硬件升级，成本高，难度大，因此如何低成本、便捷地实现确定性时延传输成了关键技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例期望提供一种数据传输方法、装置、设备及存储介质。
本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明的至少一个实施例提供一种数据传输方法，应用于网络中的首节点，所述方法包括：
记录网络中发送端设备发送相邻两个数据包中每个数据包对应的第一时刻和序号；
通过所述网络，将所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号发送给所述网络中的末节点；
其中，所述第一时刻用于供所述末节点确定将相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻；所述相邻两个数据包分别对应的第二时刻和第一时刻的时间间隔相同；所述第二时刻和所述序号用于供所述末节点将所述相邻两个数据包发送给所述接收端设备。
此外，根据本发明的至少一个实施例，所述将所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号发送给所述网络中的末节点，包括：
所述首节点将所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号携带于互联网协议第六版(IPv6)扩展头字段中；
所述首节点将所述IPv6扩展头字段携带于IPv6报文中；
所述首节点将所述IPv6报文发送给所述网络中的末节点。
本发明的至少一个实施例提供一种数据传输方法，应用于网络中的末节点，所述方法包括：
接收网络中的首节点发送的相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号；
根据所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻，确定将所述相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻；所述相邻两个数据包分别对应的第二时刻和第一时刻的时间间隔相同；
按照所述第二时刻和序号将所述相邻两个数据包分别发送给所述接收端设备。
此外，根据本发明的至少一个实施例，所述确定将所述相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻，包括：
从网络的首节点、至少一个中间节点、末节点中确定处理时延最大的节点，并确定处理时延最大的节点对应的最大处理时延；
基于所述最大处理时延，以及所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻，确定将所述相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻。
此外，根据本发明的至少一个实施例，所述基于所述最大处理时延，以及所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻，确定将所述相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻，包括：
确定传输所述相邻两个数据包经过的节点数；
将所述节点数和最大处理时延求乘积，得到第一数值；
针对所述相邻两个数据包中每个数据包，将相应数据包的第一时刻对应的数值和所述第一数值求和，得到第二数值；
将第二数值对应的时刻作为所述第二时刻。
此外，根据本发明的至少一个实施例，所述接收所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号之后，所述方法还包括：
检测所述相邻两个数据包的序号是否连续；
若检测到所述相邻两个数据包的序号不连续，则在收到所述相邻两个数据包中后一个数据包时开始计数；
当计数超过预设阈值时，向所述发送端设备发送通知消息；所述通知消息用于通知所述发送端设备重新发送与所述相邻两个数据包中前一个数据包连续的数据包。
此外，根据本发明的至少一个实施例，所述接收所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号之后，所述方法还包括：
检测所述相邻两个数据包的序号是否相同；
若检测到所述相邻两个数据包的序号相同，则丢弃所述相邻两个数据包中的任意一个数据包。
本发明的至少一个实施例提供一种数据传输装置，包括：
第一处理单元，记录网络中发送端设备发送相邻两个数据包中每个数据包对应的第一时刻和序号；
第一发送单元，用于通过所述网络，将所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号发送给所述网络中的末节点；
其中，所述第一时刻用于供所述末节点确定将相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻；所述相邻两个数据包分别对应的第二时刻和第一时刻的时间间隔相同；所述第二时刻和所述序号用于供所述末节点将所述相邻两个数据包发送给所述接收端设备。
此外，根据本发明的至少一个实施例，所述第一发送单元，具体用于：
所述首节点将所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号携带于互联网协议第六版IPv6扩展头字段中；
所述首节点将所述IPv6扩展头字段携带于IPv6报文中；
所述首节点将所述IPv6报文发送给所述网络中的末节点。
本发明的至少一个实施例提供一种数据传输装置，包括：
接收单元，用于接收所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号；
第二处理单元，用于根据所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻，确定将所述相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻；所述相邻两个数据包分别对应的第二时刻和第一时刻的时间间隔相同；
第二发送单元，用于按照所述第二时刻和序号将所述相邻两个数据包分别发送给所述接收端设备。
此外，根据本发明的至少一个实施例，所述第二处理单元，具体用于：
从确定性网络的首节点、至少一个中间节点、末节点中确定处理时延最大的节点；
基于处理时延最大的节点对应的处理时延，以及所述相邻两个数据包的第一时刻，确定将所述相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻。
此外，根据本发明的至少一个实施例，所述第二处理单元，具体用于：
确定传输所述相邻两个数据包经过的节点数；
将所述节点数和最大处理时延求乘积，得到第一数值；
针对所述相邻两个数据包中每个数据包，将相应数据包的第一时刻对应的数值和所述第一数值求和，得到第二数值；
将第二数值对应的时刻作为所述第二时刻。
此外，根据本发明的至少一个实施例，所述装置还包括：
检测单元，用于接收所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号之后，检测所述相邻两个数据包的序号是否连续；若检测到所述相邻两个数据包的序号不连续，则在收到所述相邻两个数据包中后一个数据包时开始计数；当计数超过预设阈值时，向所述发送端设备发送通知消息；所述通知消息用于通知所述发送端设备重新发送与所述相邻两个数据包中前一个数据包连续的数据包。
此外，根据本发明的至少一个实施例，所述检测单元，还用于：
所述接收所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号之后，检测所述相邻两个数据包的序号是否相同；若检测到所述相邻两个数据包的序号相同，则丢弃所述相邻两个数据包中的任意一个数据包。
本发明的至少一个实施例提供一种数据传输系统，包括：
发送端设备，用于将相邻两个数据包发送给网络中的首节点；
所述首节点，用于记录网络中发送端设备发送相邻两个数据包中每个数据包对应的第一时刻和序号；通过确定性网络，将所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号发送给所述网络中的末节点；
所述末节点，用于接收所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号；根据所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻，确定将所述相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻；按照所述第二时刻和序号将所述相邻两个数据包发送给所述接收端设备；所述相邻两个数据包分别对应的第二时刻和第一时刻的时间间隔相同；
接收端设备，用于接收所述末节点发送的相邻两个数据包。
本发明的至少一个实施例提供一种第一网络设备，包括：
第一处理器，记录网络中发送端设备发送相邻两个数据包中每个数据包对应的第一时刻和序号；
第一通信接口，用于通过所述网络，将所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号发送给所述网络中的末节点；
其中，所述第一时刻用于供所述末节点确定将相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻；所述相邻两个数据包分别对应的第二时刻和第一时刻的时间间隔相同；所述第二时刻和所述序号用于供所述末节点将所述相邻两个数据包发送给所述接收端设备。
本发明的至少一个实施例提供一种第二网络设备，包括：
第二通信接口，用于接收网络中首节点发送的相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号；
第二处理器，用于根据所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻，确定将所述相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻；所述相邻两个数据包分别对应的第二时刻和第一时刻的时间间隔相同；
所述第二通信接口，还用于按照所述第二时刻和序号将所述相邻两个数据包分别发送给所述接收端设备。
本发明的至少一个实施例提供一种第一网络设备，其特征在于，包括处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器，其中，所述处理器用于运行所述计算机程序时，执行上述首节点侧的方法的步骤。
本发明的至少一个实施例提供一种第二网络设备，包括处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器，其中，所述处理器用于运行所述计算机程序时，执行上述末节点侧的方法的步骤。
本发明的至少一个实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述首节点侧的任一方法的步骤，或者执行上述末节点侧的任一方法的步骤。
本发明实施例提供的数据传输方法、装置、设备及存储介质，网络中的首节点记录网络中发送端设备发送相邻两个数据包中每个数据包对应的第一时刻和序号；所述首节点通过所述网络，将所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号发送给所述网络中的末节点；其中，所述第一时刻用于供所述末节点确定将相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻；所述相邻两个数据包分别对应的第二时刻和第一时刻的时间间隔相同；所述第二时刻和所述序号用于供所述末节点将所述相邻两个数据包发送给接收端设备。采用本发明实施例的技术方案，通过所述网络中的首节点记录发送端设备发送数据包的第一时刻和序号，所述网络中的末节点根据这两个参数按时依序发送数据包，还原发送端设备发送数据包的次序和时间间隔，实现数据流的确定性时延传输，即，保证网络中相邻两个数据包的收发间隔是相同的，在这个过程中，中间节点不需要支持新的协议或做任何修改，如此，实现低成本、便携地实现确定性时延传输。
附图说明
图1是本发明实施例数据传输方法应用的系统架构示意图；
图2是本发明实施例确定性时延传输的示意图；
图3是本发明实施例数据传输方法的实现流程示意图一；
图4是本发明实施例IPv6扩展报头字段的示意图；
图5是本发明实施例首节点将相邻两个数据包的第一时刻和序号发送给末节点的实现流程示意图；
图6是本发明实施例数据传输方法的实现流程示意图二；
图7a是本发明实施例末节点实现确定性时延传输的实现流程示意图；
图7b是本发明实施例末节点实现确定性时延传输应用的系统架构示意图；
图8是本发明实施例数据传输装置的组成结构示意图一；
图9是本发明实施例数据传输装置的组成结构示意图二；
图10是本发明实施例数据传输系统的组成结构示意图；
图11是本发明实施例第一网络设备的组成结构示意图一；
图12是本发明实施例第一网络设备的组成结构示意图二。
具体实施方式
在对本发明实施例的技术方案进行介绍之前，先对相关技术进行说明。
相关技术中，很多垂直行业应用对网络的数据传输不仅要求低时延，还要求传输时延是确定的，例如工业控制、远程医疗、机器人等场景需要控制信令端到端精准的传输。确定性时延是多个控制系统协作的基础，如多机械手臂联动、柔性制造，人机互动等场景。2007年创建了音频视频桥接(AVB)任务组，其目标是用以太网取代家庭中的高清多媒体接口(HDMI，High Definition Multimedia Interface)、扬声器和同轴电缆，实现音视频流在以太网中以确定性的时延传输。2012年，AVB任务组更名为TSN任务组。TSN标准从时间同步、流量调度和整形、可靠性、配置管理等四个方面定义了多个协议，使时间敏感流量在以太网实现确定性时延的传输，但这些协议聚焦在二层(即数据链路层)网络实现。2015年，国际互联网工程任务组(IETF，The Internet Engineering Task Force)成立了DetNet工作组，致力于在3层(即IP层)网络上实现数据流的确定性时延传输。
相关技术中，可以采用TSN技术或DetNet技术实现确定性时延传输，但是，无论是TSN还是DetNet都对网络设备有很高的要求，具体地，TSN技术涉及的协议非常多，大多是针对确定性时延专门制定的，现网设备需要软硬件升级才能支持，且要求数据传输路径上的每台设备都支持这些协议，实现成本高，难度大，目前TSN技术大多在局域网使用，很难在广域网推广；DetNet技术正在制订IP层确定性时延传输协议，但在底层传输仍基于TSN技术，没有解决网络逐跳设备支持这些协议代价大的问题。因此如何低成本、便捷地实现确定性时延传输成了关键技术问题。
基于此，本发明的各个实施例中，网络中的首节点记录网络中发送端设备发送相邻两个数据包中每个数据包对应的第一时刻和序号；所述首节点通过所述网络，将所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号发送给所述网络中的末节点；其中，所述第一时刻用于供所述末节点确定将相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻；所述相邻两个数据包分别对应的第二时刻和第一时刻的时间间隔相同；所述第二时刻和所述序号用于供所述末节点将所述相邻两个数据包发送给所述接收端设备。
下面结合附图及实施例对本发明再作进一步详细的描述。
图1是本发明实施例数据传输方法应用的系统架构示意图，如图1所示，系统包括：
发送端设备，又称为源端设备，用于向网络中的首节点发送数据包；所述数据包中携带有发送端设备向首节点发送数据包的第一时刻和序号；
首节点，即连接发送端设备的网元设备，用于记录发送端设备发送相邻两个数据包中每个数据包对应的第一时刻和序号；
至少一个中间节点，用于将首节点发送的数据包传输给末节点；
末节点，即连接接收端设备的网元设备，用于确定将相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻；所述相邻两个数据包分别对应的第二时刻和第一时刻的时间间隔相同；以及按照相邻两个数据包分别对应的第二时刻和所述序号，将所述相邻两个数据包发送给接收端设备。
接收端设备，用于接收末节点发送的数据包。
下面对确定性时延的概念进行说明。
确定性时延可以是指发送端设备发送一个数据包，接收端设备能够在确定的时间(例如T)接收到该数据包，这个确定的时间T是固定的。同样的，当发送端设备连续发送两个数据包，接收端设备接收两个数据包的时刻与发送端设备发送两个数据包的时刻的时间间隔相同，即，接收端设备能够还原出发送端端设备发送数据流的时序和时间间隔。如图2所示，接收端设备接收数据包1的时刻与发送端设备发送数据包1的时间间隔用T1表示，接收端设备接收数据包2的时刻与发送端设备发送数据包2的时间间隔用T2表示，接收端设备接收数据包3的时刻与发送端设备发送数据包3的时间间隔用T3表示，若T1＝T2＝T3，则表明能够实现确定性时延传输；其中，确定性时延传输能够降低数据包传输过程中的抖动。
本发明实施例提供了一种数据传输方法，应用于网络中的首节点，如图3所示，所述方法包括：
步骤301：记录网络中发送端设备发送相邻两个数据包中每个数据包对应的第一时刻和序号；
步骤302：通过所述网络，将所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号发送给所述网络中的末节点；
其中，所述第一时刻用于供所述末节点确定将相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻；所述相邻两个数据包分别对应的第二时刻和第一时刻的时间间隔相同；所述第二时刻和所述序号用于供所述末节点将所述相邻两个数据包发送给所述接收端设备。
这里，在步骤301中，所述网络可以包括发送端设备、首节点、至少一个中间节点、末节点、接收端设备；所述发送端设备和接收端设备具体可以是指终端设备，所述首节点、至少一个中间节点、末节点具体可以是指网关、路由器等网络设备。
这里，在步骤302中，实际应用时，首节点将所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号发送给网络中的末节点的过程中，网络中的中间节点无需对相邻两个数据包进行解析，即，两个参数即第一时刻和序号对中间节点来说是不透明的。
需要说明的是，在末节点接收首节点持续发送的数据包的过程中，如果数据包早于T到达末节点，则末节点等待一段时长至T时刻后，将该数据包发送给接收端设备；如果数据包在T时刻未到达末节点，则末节点认为数据包丢失，不再等待，继续准备发送下一个数据包；其中，T表示数据包在网络中的传输时延，即数据包对应的第二时刻和第一时刻的时间间隔。
实际应用时，首节点可以在IPv6报文中新增一个IPv6扩展头字段，新增的扩展头字段用于携带每个数据包的第一时刻和序号，通过IPv6报文将两个参数发送给末节点，而中间节点不需要感知这两个参数，即，不需要解析该扩展头。其中，首节点、末节点和中间节点的角色设置可以在网络中进行预先配置。
基于此，在一实施例中，所述将所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号发送给所述网络中的末节点，包括：
所述首节点将所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号携带于IPv6扩展头字段中；
所述首节点将所述IPv6扩展头字段携带于IPv6报文中；
所述首节点将所述IPv6报文发送给所述网络中的末节点。
表1是首节点向末节点发送的数据包对应的第一时刻和序号的对应关系，如表1所示，首节点按序向末节点连续发送多个数据包，每个数据包均携带第一时刻和序号这两个参数。
| 数据包 | 第一时刻Ts | 序号SequenceID |
| 数据包1 | T1＝8:06:05 | 001 |
| 数据包2 | T1＝8:07:01 | 002 |
| 数据包3 | T1＝8:08:02 | 003 |
| 数据包4 | T1＝8:09:05 | 004 |
表1
这里，IPv6扩展报头字段可以实现IP层的可选功能，具体可以位于IPv6基本报头和Payload之间；其中，IPv6的基本报头携带转发IPv6报文所需的基本信息；IPv6扩展报头字段携带扩展功能，即第一时刻和序号这两个参数。
图4是IPv6扩展报头字段的示意图，如图4所示，为实现在IPv6报文中携带第一时刻对应的时间戳Ts和序号SequenceID，IPv6扩展报头字段的字节长度可以为16字节，比如字节长度＝193；Next Header：表示下一个头的协议类型，长度1字节；Hdr Ext Len：表示扩展头的长度(不包括Next Header)，长度1字节；SequenceID：表示首节点收到的数据包计数值，长度6字节；TimeStamp.second：数据包时间戳，秒值，4字节；TimeStamp.nanosecond：数据包时间戳，纳秒值，4字节。
在一示例中，如图5所示，描述首节点将相邻两个数据包的第一时刻和序号发送给末节点的过程，包括：
步骤501：首节点将所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号携带于IPv6扩展头字段中。
这里，发送端设备将发送数据包发送给首节点后，首节点在设备入口记录需要确定性时延传输的数据包输入的时间戳Ts(对应所述第一时刻)和数据包编号SequenceID(对应所述序号)；其中，入口时间精确到纳秒级别，SequenceID按序递增，计数至最大值后反转从1重新开始计数。
步骤502：所述首节点将所述IPv6扩展头字段携带于IPv6报文中。
这里，首节点记录第一时刻和序号这两个参数后，将数据包的入口时间戳Ts和sequenceID携带于数据包的IPv6扩展头字段中，以发送给末节点。
步骤503：所述首节点将所述IPv6报文发送给网络中的末节点。
这里，首节点将相邻两个数据包的第一时刻和序号发送给末节点，具备以下优点：
(1)网络中的首节点记录发送端设备发送数据包的第一时刻和序号，网络中的末节点可以根据这两个参数按时依序发送数据包，还原发送端设备发送数据包的次序和时间间隔，即，还原发送端设备的流量模型，以实现数据流的确定性时延传输。
(2)中间节点不需要支持新的协议或做任何修改，具备易部署，实现简单，不需要全网设备改造，部署成本低；应用领域不限，局域网和广域网都能实现。
采用本发明实施例的技术方案，通过网络中的首节点记录发送端设备发送数据包的第一时刻和序号，网络中的末节点根据这两个参数按时依序发送数据包，还原发送端设备发送数据包的次序和时间间隔，实现数据流的确定性时延传输，即，保证网络中相邻两个数据包的收发间隔是相同的，在这个过程中，中间节点不需要支持新的协议或做任何修改，如此，实现低成本、便携地实现确定性时延传输。
对应的，本发明实施例提供了一种数据传输方法，应用于网络中的末节点，如图6所示，所述方法包括：
步骤601：接收所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号；
步骤602：根据所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻，确定将所述相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻；所述相邻两个数据包分别对应的第二时刻和第一时刻的时间间隔相同；
步骤603：按照所述第二时刻和序号将所述相邻两个数据包分别发送给所述接收端设备。
这里，在步骤601中，所述网络可以包括发送端设备、首节点、至少一个中间节点、末节点、接收端设备；所述发送端设备和接收端设备具体可以是指终端设备，所述首节点、至少一个中间节点、末节点具体可以是指网关、路由器等网络设备。
这里，在步骤602中，实际应用时，首节点将所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号发送给网络中的末节点的过程中，网络中的中间节点无需对相邻两个数据包进行解析，即，两个参数即第一时刻和序号对中间节点来说是不透明的。
实际应用时，如果转发数据包的链路上有环路或者负载均衡，末节点收到的数据包不一定按照首节点标注的序号依次到达，这样，末节点需要将乱序的数据包收集齐后再依据序号依次发送，但，由于末节点缓存空间有限，如果等待时间过长，缓存溢出会导致丢包，但如果等待时间过短，可能等不齐所有的数据包，另外，考虑到节点对应的设备类型不同，型号就不同，内部缓存大小也不同，导致转发处理时长不同，因此，通过网络中的各节点对应的最大处理时延，确定末节点将数据包发送给接收端设备的时刻，即决定末节点最长的存储时间，得到末节点缓存大小，以进行末节点设备选型。
基于此，在一实施例中，所述确定将所述相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻，包括：
从网络的首节点、至少一个中间节点、末节点中确定处理时延最大的节点，并确定处理时延最大的节点对应的最大处理时延；
基于所述最大处理时延，以及所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻，确定将所述相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻。
表2是网络中的各节点和对应的处理时延的对应关系，如表2所示，首节点的处理时延为3秒，中间节点1的处理时延为4秒，中间节点2的处理时延为2秒，中间节点3的处理时延为5秒，末节点的处理时延为2秒，这样，末节点可以基于中间节点3的处理时延，以及数据包携带的第一时刻，确定将该数据包发送给发送端设备的第二时刻。
| 网络中的各节点 | 处理时延 |
| 首节点 | 3秒 |
| 中间节点1 | 4秒 |
| 中间节点2 | 2秒 |
| 中间节点3 | 5秒 |
| 末节点 | 2秒 |
表2
实际应用时，计算确定性网络中处理时延最大的节点对应的处理时延时，需要计算数据包传输过程中经过的节点数N，具体地，可以使用SRv6技术确定转发路径，在发送端设备确定传输路径和经过的跳数后，可以通过网管系统或者SDN控制器通知给末节点，以供末节点计算将数据包发送给接收端设备的第二时刻。
基于此，在一实施例中，所述末节点基于所述最大处理时延，以及所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻，确定将所述相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻，包括：
所述末节点确定传输所述相邻两个数据包经过的节点数；
所述末节点将所述节点数和最大处理时延求乘积，得到第一数值；
针对所述相邻两个数据包中每个数据包，所述末节点将相应数据包的第一时刻对应的数值和所述第一数值求和，得到第二数值；并将第二数值对应的时刻作为所述第二时刻。
举例来说，假设在转发路径的所有节点(包括首节点和中间节点)中，转发处理时间最长的设备所需的处理时延为Tmax，即在空载或拥塞情况下，设备保持不丢包情况下的最长处理时间。如果转发路径中需经过N台设备，则最大时延为N×Tmax，所以端到端的最大处理时延T＝N×Tmax。假设发送端设备发送数据包1的第一时刻为T1，则末节点将数据包1发送给接收端设备的第二时刻T2＝T1+T＝T1+N×Tmax；发送端设备发送数据包2的第一时刻为T3，则末节点将数据包3发送给接收端设备的第二时刻T4＝T3+T＝T3+N×Tmax。
在一示例中，如图7a所示，结合图7b所示的系统架构示意图，描述末节点实现确定性时延传输的过程，包括：
步骤701：末节点确定首节点传输相邻两个数据包经过的节点数。
步骤702：所述末节点从确定性网络的首节点、至少一个中间节点、末节点中确定处理时延最大的节点以及对应的最大处理时延。
步骤703：所述末节点将所述节点数和最大处理时延求乘积，得到第一数值。
步骤704：针对所述相邻两个数据包中每个数据包，所述末节点将相应数据包的第一时刻对应的数值和所述第一数值求和，得到第二数值；并将第二数值对应的时刻作为所述第二时刻。
这里，所述末节点按照所述第二时刻将对应的数据包发送给接收端设备，如终端等。由于所述第一时刻可以表征发送端设备将数据包发送给首节点的时刻，第二时刻可以表征接收端设备接收数据包的时刻，相邻数据包对应的第二时刻与第一时刻的时间间隔相同，因此，可以实现确定性时延传输。
这里，末节点根据数据包携带的第一时刻和序号，实现确定性时延传输，具有以下优点：
(1)网络中的末节点根据网络中的首节点记录第一时刻和序号这两个参数按时依序发送数据包，还原发送端设备发送数据包的次序和时间间隔，即，还原发送端设备的流量模型，以实现数据流的确定性时延传输。
(2)中间节点不需要支持新的协议或做任何修改，具备易部署，实现简单，不需要全网设备改造，部署成本低；应用领域不限，局域网和广域网都能实现。
实际应用时，确定性网络中的链路拥塞或者链路异常时会导致丢包，当末节点收到的数据包的序号SequenceID不连续时，例如，末节点收到的序号SequenceID是100、102两个数据包，没有收到101的数据包，则可以从收到102数据包开始计时，如果超过预设时长仍未收到101，则通知发送端设备重发该数据包。
基于此，在一实施例中，所述末节点接收所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号之后，所述方法还包括：
所述末节点检测所述相邻两个数据包的序号是否连续；
所述末节点若检测到所述相邻两个数据包的序号不连续，则在收到所述相邻两个数据包中后一个数据包时开始计数；
当计数超过预设阈值时，所述末节点向所述发送端设备发送通知消息；所述通知消息用于通知所述发送端设备重新发送与所述相邻两个数据包中前一个数据包连续的数据包。
其中，所述预设阈值可以根据实际情况进行设置，例如，可以为网络中处理时延最大的节点对应的处理时延等。
实际应用时，确定性网络中的链路拥塞或者链路异常时会导致丢包，当末节点收到的数据包的序号SequenceID不连续时，例如，末节点收到的序号SequenceID是100、102两个数据包，没有收到101的数据包，则可以从收到102数据包开始计时，如果超过预设时长仍未收到101，则通知发送端设备重发该数据包。如果末节点通知发送端设备重发数据包，但经过预设时长仍未收到该数据包时，则不再通知发送端设备重传，继续发送后面的数据包。
基于此，在一实施例中，所述方法还包括：
所述末节点向所述发送端设备发送通知消息后开始计数；
当计数超过第二阈值时，所述末节点向所述发送端设备发送第二通知消息；所述第二通知消息用于通知所述发送端设备继续发送新的数据包。
实际应用时，确定性网络中的链路异常时会导致发送重复的数据包，当末节点收到的数据包的序号SequenceID相同时，则可以丢弃其中一个数据包。
基于此，在一实施例中，所述末节点接收所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号之后，所述方法还包括：
所述末节点检测所述相邻两个数据包的序号是否相同；
所述末节点若检测到所述相邻两个数据包的序号相同，则丢弃所述相邻两个数据包中的任意一个数据包。
采用本发明实施例的技术方案，通过网络中的首节点记录发送端设备发送数据包的第一时刻和序号，网络中的末节点根据这两个参数按时依序发送数据包，还原发送端设备发送数据包的次序和时间间隔，实现数据流的确定性时延传输，即，保证网络中相邻两个数据包的收发间隔是相同的，在这个过程中，中间节点不需要支持新的协议或做任何修改，如此，实现低成本、便携地实现确定性时延传输。
为实现本发明实施例的数据传输方法，本发明实施例还提供一种数据传输装置，图8为本发明实施例数据传输装置的组成结构示意图；如图8所示，所述装置包括：
第一处理单元81，记录网络中发送端设备发送相邻两个数据包中每个数据包对应的第一时刻和序号；
第一发送单元82，用于通过所述网络，将所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号发送给所述网络中的末节点；
其中，所述第一时刻用于供所述末节点确定将相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻；所述相邻两个数据包分别对应的第二时刻和第一时刻的时间间隔相同；所述第二时刻和所述序号用于供所述末节点将所述相邻两个数据包发送给接收端设备。
在一实施例中，所述第一发送单元82，具体用于：
所述首节点将所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号携带于互联网协议第六版IPv6扩展头字段中；
所述首节点将所述IPv6扩展头字段携带于IPv6报文中；
所述首节点将所述IPv6报文发送给所述网络中的末节点。
实际应用时，所述第一发送单元82可以由数据传输装置中的通信接口实现；所述第一处理单元81可以由数据传输装置中的处理器实现。
需要说明的是：上述实施例提供的数据传输装置在进行数据传输时，仅以上述各程序模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述处理分配由不同的程序模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的程序模块，以完成以上描述的全部或者部分处理。另外，上述实施例提供的数据传输装置与基于发射功率的预测方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
为实现本发明实施例的数据传输方法，本发明实施例还提供一种数据传输装置，图9为本发明实施例数据传输装置的组成结构示意图；如图9所示，所述装置包括：
接收单元91，用于接收所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号；
第二处理单元92，用于根据所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻，确定将所述相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻；所述相邻两个数据包分别对应的第二时刻和第一时刻的时间间隔相同；
第二发送单元93，用于按照所述第二时刻和序号将所述相邻两个数据包分别发送给所述接收端设备。
在一实施例中，所述第二处理单元92，具体用于：
从确定性网络的首节点、至少一个中间节点、末节点中确定处理时延最大的节点；
基于处理时延最大的节点对应的处理时延，以及所述相邻两个数据包的第一时刻，确定将所述相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻。
在一实施例中，所述第二处理单元92，具体用于：
确定传输所述相邻两个数据包经过的节点数；
将所述节点数和最大处理时延求乘积，得到第一数值；
针对所述相邻两个数据包中每个数据包，将相应数据包的第一时刻对应的数值和所述第一数值求和，得到第二数值；
将第二数值对应的时刻作为所述第二时刻。
在一实施例中，所述装置还包括：
检测单元，用于接收所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号之后，检测所述相邻两个数据包的序号是否连续；若检测到所述相邻两个数据包的序号不连续，则在收到所述相邻两个数据包中后一个数据包时开始计数；当计数超过预设阈值时，向所述发送端设备发送通知消息；所述通知消息用于通知所述发送端设备重新发送与所述相邻两个数据包中前一个数据包连续的数据包。
在一实施例中，所述检测单元，还用于：
所述接收所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号之后，检测所述相邻两个数据包的序号是否相同；若检测到所述相邻两个数据包的序号相同，则丢弃所述相邻两个数据包中的任意一个数据包。
实际应用时，所述接收单元91、第二发送单元93可以由数据传输装置中的通信接口实现；所述第二处理单元92、检测单元可以由数据传输装置中的处理器实现。
需要说明的是：上述实施例提供的数据传输装置在进行数据传输时，仅以上述各程序模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述处理分配由不同的程序模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的程序模块，以完成以上描述的全部或者部分处理。另外，上述实施例提供的数据传输装置与基于发射功率的预测方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
为实现本发明实施例的数据传输方法，本发明实施例还提供一种数据传输系统，图10为本发明实施例数据传输系统的组成结构示意图；如图10所示，所述系统包括：
发送端设备101，用于将相邻两个数据包发送给网络中的首节点；
所述首节点102，用于记录网络中发送端设备发送相邻两个数据包中每个数据包对应的第一时刻和序号；通过网络中的至少一个中间节点，将所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号发送给所述网络中的末节点；
所述末节点103，用于接收所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号；根据所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻，确定将所述相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻；按照所述第二时刻和序号将所述相邻两个数据包发送给所述接收端设备；所述相邻两个数据包分别对应的第二时刻和第一时刻的时间间隔相同；
接收端设备104，用于接收所述末节点发送的相邻两个数据包。
需要说明的是，首节点102、末节点103的实现过程上文已描述，在此不再赘述。
本发明实施例还提供了一种第一网络设备，如图11所示，包括：
第一通信接口111，能够与其它设备进行信息交互；
第一处理器112，与所述第一通信接口111连接，用于运行计算机程序时，执行上述智能设备侧一个或多个技术方案提供的方法。而所述计算机程序存储在存储器113上。
需要说明的是：所述第一处理器112和第一通信接口111的具体处理过程详见方法实施例，这里不再赘述。
当然，实际应用时，第一网络设备110中的各个组件通过总线系统114耦合在一起。可理解，总线系统114用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统114除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图11中将各种总线都标为总线系统114。
本申请实施例中的第一存储器113用于存储各种类型的数据以支持网络设备100的操作。这些数据的示例包括：用于在第一网络设备110上操作的任何计算机程序。
上述本申请实施例揭示的方法可以应用于所述第一处理器112中，或者由所述处第一理器112实现。所述第一处理器112可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过所述第一处理器112中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的所述第一处理器112可以是通用处理器、数字数据处理器(DSP，Digital Signal Processor)，或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。所述处理器112可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤，可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于存储介质中，该存储介质位于第一存储器113，所述第一处理器112读取第一存储器113中的信息，结合其硬件完成前述方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种第二网络设备，如图12所示，包括：
第二通信接口121，能够与其它设备进行信息交互；
第二处理器122，与所述第二通信接口121连接，用于运行计算机程序时，执行上述智能设备侧一个或多个技术方案提供的方法。而所述计算机程序存储在第二存储器123上。
需要说明的是：所述处理器第二处理器122和第二通信接口121的具体处理过程详见方法实施例，这里不再赘述。
当然，实际应用时，第二网络设备120中的各个组件通过总线系统124耦合在一起。可理解，总线系统124用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统124除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图12中将各种总线都标为总线系统124。
本申请实施例中的第二存储器123用于存储各种类型的数据以支持网络设备120的操作。这些数据的示例包括：用于在第二网络设备120上操作的任何计算机程序。
上述本申请实施例揭示的方法可以应用于所述第二处理器122中，或者由所述处第二理器122实现。所述第二处理器122可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过所述第二处理器122中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的所述第二处理器122可以是通用处理器、数字数据处理器(DSP，Digital Signal Processor)，或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。所述第二处理器122可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤，可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于存储介质中，该存储介质位于第二存储器123，所述第二处理器122读取第二存储器123中的信息，结合其硬件完成前述方法的步骤。
在示例性实施例中，第一网络设备110、第二网络设备120可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)、DSP、可编程逻辑器件(PLD，Programmable Logic Device)、复杂可编程逻辑器件(CPLD，Complex ProgrammableLogic Device)、现场可编程门阵列(FPGA，Field-Programmable Gate Array)、通用处理器、控制器、微控制器(MCU，Micro Controller Unit)、微处理器(Microprocessor)、或者其他电子元件实现，用于执行前述方法。
可以理解，本申请实施例的存储器(第一存储器113、第二处理器123)可以是易失性存储器或者非易失性存储器，也可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(ROM，Read Only Memory)、可编程只读存储器(PROM，ProgrammableRead-Only Memory)、可擦除可编程只读存储器(EPROM，Erasable Programmable Read-Only Memory)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM，Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory)、磁性随机存取存储器(FRAM，ferromagnetic randomaccess memory)、快闪存储器(Flash Memory)、磁表面存储器、光盘、或只读光盘(CD-ROM，Compact Disc Read-Only Memory)；磁表面存储器可以是磁盘存储器或磁带存储器。易失性存储器可以是随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(SRAM，StaticRandom Access Memory)、同步静态随机存取存储器(SSRAM，Synchronous Static RandomAccess Memory)、动态随机存取存储器(DRAM，Dynamic Random Access Memory)、同步动态随机存取存储器(SDRAM，Synchronous Dynamic Random Access Memory)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(DDRSDRAM，Double Data Rate Synchronous Dynamic RandomAccess Memory)、增强型同步动态随机存取存储器(ESDRAM，Enhanced SynchronousDynamic Random Access Memory)、同步连接动态随机存取存储器(SLDRAM，SyncLinkDynamic Random Access Memory)、直接内存总线随机存取存储器(DRRAM，Direct RambusRandom Access Memory)。本申请实施例描述的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
在示例性实施例中，本发明实施例还提供了一种存储介质，即计算机存储介质，具体为计算机可读存储介质，例如包括存储计算机程序的第一存储器113，上述计算机程序可由第一网络设备110的第一处理器112执行，以完成前述方法所述步骤。计算机可读存储介质可以是FRAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、Flash Memory、磁表面存储器、光盘、或CD-ROM等存储器。
需要说明的是：“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
另外，本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (15)
1.一种数据传输方法，其特征在于，应用于网络中的首节点，所述方法包括：
记录网络中发送端设备发送相邻两个数据包中每个数据包对应的第一时刻和序号；
通过所述网络，将所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号发送给所述网络中的末节点；
其中，所述第一时刻用于供所述末节点确定将所述相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻；所述相邻两个数据包分别对应的第二时刻和第一时刻的时间间隔相同；所述第二时刻和所述序号用于供所述末节点将所述相邻两个数据包发送给所述接收端设备。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号发送给所述网络中的末节点，包括：
所述首节点将所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号携带于互联网协议第六版IPv6扩展头字段中；
所述首节点将所述IPv6扩展头字段携带于IPv6报文中；
所述首节点将所述IPv6报文发送给所述网络中的末节点。
3.一种数据传输方法，其特征在于，应用于网络中的末节点，所述方法包括：
接收网络中首节点发送的相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号；
根据所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻，确定将所述相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻；所述相邻两个数据包分别对应的第二时刻和第一时刻的时间间隔相同；
按照所述第二时刻和序号将所述相邻两个数据包分别发送给所述接收端设备。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定将所述相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻，包括：
从网络的首节点、至少一个中间节点、末节点中确定处理时延最大的节点，并确定处理时延最大的节点对应的最大处理时延；
基于所述最大处理时延，以及所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻，确定将所述相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述最大处理时延，以及所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻，确定将所述相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻，包括：
确定传输所述相邻两个数据包经过的节点数；
将所述节点数和最大处理时延求乘积，得到第一数值；
针对所述相邻两个数据包中每个数据包，将相应数据包的第一时刻对应的数值和所述第一数值求和，得到第二数值；
将第二数值对应的时刻作为所述第二时刻。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述接收所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号之后，所述方法还包括：
检测所述相邻两个数据包的序号是否连续；
若检测到所述相邻两个数据包的序号不连续，则在收到所述相邻两个数据包中后一个数据包时开始计数；
当计数超过预设阈值时，向所述发送端设备发送通知消息；所述通知消息用于通知所述发送端设备重新发送与所述相邻两个数据包中前一个数据包连续的数据包。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述接收所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号之后，所述方法还包括：
检测所述相邻两个数据包的序号是否相同；
若检测到所述相邻两个数据包的序号相同，则丢弃所述相邻两个数据包中的任意一个数据包。
8.一种数据传输装置，其特征在于，包括：
第一处理单元，记录网络中发送端设备发送相邻两个数据包中每个数据包对应的第一时刻和序号；
第一发送单元，用于通过所述网络，将所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号发送给所述网络中的末节点；
其中，所述第一时刻用于供所述末节点确定将相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻；所述相邻两个数据包分别对应的第二时刻和第一时刻的时间间隔相同；所述第二时刻和所述序号用于供所述末节点将所述相邻两个数据包发送给所述接收端设备。
9.一种数据传输装置，其特征在于，包括：
接收单元，用于接收网络中首节点发送的相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号；
第二处理单元，用于根据所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻，确定将所述相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻；所述相邻两个数据包分别对应的第二时刻和第一时刻的时间间隔相同；
第二发送单元，用于按照所述第二时刻和序号将所述相邻两个数据包分别发送给所述接收端设备。
10.一种数据传输系统，其特征在于，包括：
发送端设备，用于将相邻两个数据包发送给网络中的首节点；
所述首节点，用于记录网络中发送端设备发送相邻两个数据包中每个数据包对应的第一时刻和序号；通过所述网络，将所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号发送给所述网络中的末节点；
所述末节点，用于接收所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号；根据所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻，确定将所述相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻；按照所述第二时刻和序号将所述相邻两个数据包发送给接收端设备；所述相邻两个数据包分别对应的第二时刻和第一时刻的时间间隔相同；
所述接收端设备，用于接收所述末节点发送的相邻两个数据包。
11.一种第一网络设备，其特征在于，包括：
第一处理器，记录网络中发送端设备发送相邻两个数据包中每个数据包对应的第一时刻和序号；
第一通信接口，用于通过所述网络，将所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号发送给所述网络中的末节点；
其中，所述第一时刻用于供所述末节点确定将相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻；所述相邻两个数据包分别对应的第二时刻和第一时刻的时间间隔相同；所述第二时刻和所述序号用于供所述末节点将所述相邻两个数据包发送给所述接收端设备。
12.一种第二网络设备，其特征在于，包括：
第二通信接口，用于接收网络中首节点发送的相邻两个数据包分别对应的第一时刻和序号；
第二处理器，用于根据所述相邻两个数据包分别对应的第一时刻，确定将所述相邻两个数据包分别发送给接收端设备的第二时刻；所述相邻两个数据包分别对应的第二时刻和第一时刻的时间间隔相同；
所述第二通信接口，还用于按照所述第二时刻和序号将所述相邻两个数据包分别发送给所述接收端设备。
13.一种第一网络设备，其特征在于，包括处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器，
其中，所述处理器用于运行所述计算机程序时，执行权利要求1或2所述的方法的步骤。
14.一种第二网络设备，其特征在于，包括处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器，
其中，所述处理器用于运行所述计算机程序时，执行权利要求3至7任一项所述方法的步骤。
15.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1或2所述的方法的步骤，或者执行3至7任一项所述方法的步骤。
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