CN115486041B - 跨不同网络进行通信的数据报文格式 - Google Patents

Abstract

本发明中的技术公开了网络中的数据通信。所述网络中的节点接收互联网协议(internet protocol，IP)数据报文。所述IP数据报文具有报头和载荷。所述节点根据所述IP数据报文的所述报头中的规范对所述IP数据报文执行动作。然后，所述节点根据所述IP数据报文的所述报头中的所述规范将所述IP数据报文转发给所述网络中的下一跳节点。

Description

跨不同网络进行通信的数据报文格式

技术领域

本发明涉及网络中的数据传输领域。

背景技术

对于分组网络架构，数据报文是网络中的网络节点执行分类、转发或丢弃等不同动作的基本单元。互联网协议(Internet Protocol，IP)是互联网使用的主要通信协议，它具有IP报头大小固定的数据报文格式，该报头携带地址和控制信息，然后是载荷。这种数据报文格式适合于涉及交换数据以供人类使用的应用(例如，网站、多媒体、以人为中心的机器操作等)的尽力而为转发。当控制信息较少时，固定报头格式会产生传输开销，当期望的网络服务需要的信息不适合报头时，固定报头格式会存在限制。扩展数据报文中信息的不同方案包括隧道和扩展头。

发明内容

根据本发明一方面，提供了一种用于网络中的数据通信的方法。所述方法包括：所述网络中的节点接收互联网协议(internet protocol，IP)数据报文，其中，所述IP数据报文具有报头和载荷；所述节点根据所述IP数据报文的所述报头中的规范对所述IP数据报文执行动作；所述节点根据所述IP数据报文的所述报头中的所述规范将所述IP数据报文转发给所述网络中的下一跳节点。

可选地，在任一上述方面中，所述数据报文的格式包括报头字段和所述规范，所述规范包括传输规范字段、约定规范字段和载荷规范字段。

可选地，在任一上述方面中，所述传输规范字段、所述约定规范字段和所述载荷规范字段在长度上都是独立可变的。

可选地，在任一上述方面中，所述报头字段指定所述传输规范字段的偏移、所述约定规范字段的偏移、所述载荷规范字段的偏移和所述载荷的长度。

可选地，在任一上述方面中，所述传输规范字段指定一个或多个地址格式类型、源地址(source address，SA)字段和目的地地址(destination address，DA)字段，其中，所述SA字段和所述DA字段指定地址的长度、通信类型、SA和DA中的至少一个。

可选地，在任一上述方面中，所述一个或多个地址格式类型包括IPv4、IPv6、MPLS或地理坐标类型地址中的一个或多个。

可选地，在任一上述方面中，所述SA和所述DA的长度是可变的。

可选地，在任一上述方面中，每个约定规范字段包括一个或多个约定条款，每个约定条款包括事件、条件和所述动作中的至少一个。

可选地，在任一上述方面中，所述方法还包括：当所述约定条款中指定的所述事件发生时以及当所述约定条款中指定的所述条件满足时，执行所述约定条款中的所述动作。

可选地，在任一上述方面中，所述约定条款包括所述事件、所述条件和所述动作；所述事件指示所述网络中影响所述网络的行为的节点的事件或状态；所述条件指示一个或多个逻辑运算符，以在所述事件发生时执行条件检查；所述动作指示IP数据报文转发或处理命令。

可选地，在任一上述方面中，所述载荷规范字段指定与所述载荷的各个部分对应的差值或属性。可选地，在任一上述方面中，所述动作对应于根据所述载荷规范中的所述差值或属性对所述载荷执行的操作。可选地，在任一上述方面中，所述属性指定所述载荷的不同部分之间的关系。

可选地，在任一上述方面中，所述方法还包括：根据所述约定条款中的所述条件、所述动作和与所述载荷的各个部分对应的所述属性对所述载荷的各个部分执行所述动作。

可选地，在任一上述方面中，所述动作针对所述载荷的每个部分。

可选地，在任一上述方面中，所述属性指定与所述载荷的各个部分对应的所述差值，所述属性包括表示已经对所述载荷的一个或多个部分执行所述动作的标志。

可选地，在任一上述方面中，所述条件包括传输错误、拥塞水平或循环冗余码校验(cyclic redundancy check，CRC)错误中的至少一个。

根据本发明的一方面，提供了一种用于在网络中进行数据通信的节点。所述节点包括：包括指令的非瞬时存储器；与所述存储器进行通信的一个或多个处理器，其中，所述一个或多个处理器使得所述节点执行所述指令以执行以下步骤：接收互联网协议(internet protocol，IP)数据报文，其中，所述IP数据报文具有报头和载荷；根据所述IP数据报文的所述报头中的规范，对所述IP数据报文执行动作；根据所述IP数据报文的所述报头中的所述规范，将所述IP数据报文转发给所述网络中的下一跳节点。

根据本发明的一方面，提供了一种存储计算机指令的非瞬时性计算机可读介质。所述计算机指令用于网络中的数据通信，所述计算机指令在由一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行以下步骤：所述网络中的节点接收互联网协议(internetprotocol，IP)数据报文，其中，所述IP数据报文具有报头和载荷；所述节点根据所述IP数据报文的所述报头中的规范对所述IP数据报文执行动作；所述节点根据所述IP数据报文的所述报头中的所述规范将所述IP数据报文转发给所述网络中的下一跳节点。

本发明内容的目的是以简化的形式介绍在以下详细说明中进一步描述的概念选择。本发明内容的目的并不是确定请求保护的主题的关键特征或基本特征，也不是用于帮助确定请求保护的主题的范围。请求保护的主题不限于解决背景技术中所指出的任何或所有缺点的实现方式。

附图说明

本发明的各个方面以举例方式说明，并且不受附图的限制，附图中相似的附图标记表示相似元件。

图1示出了适用于本发明中技术的网络环境的一个实施例。

图2A示出了数据传输框架中的新IP报头和数据格式。

图2B示出了以太网帧中的示例性新IP报文。

图3是在图1的网络中接收和转发数据报文的示例性流程图。

图4A示出了图2A中的新IP数据报文的示例性传输规范。

图4B示出了图4A的传输规范字段中的地址播和类型的一个示例。

图4C示出了提供向后兼容性的寻址的一个示例。

图5A示出了本发明中技术的新IP数据报文中的示例性约定规范字段。

图5B示出了图5A的约定规范字段中的约定条款的一个示例。

图5C示出了约定条款中指定的动作的一个示例。

图5D示出了约定条款中指定的事件和条件的一个示例。

图6A示出了本发明中技术的新IP数据报文的载荷规范字段的一个示例性实施例。

图6B示出了定性服务数据传输框架的示例性数据格式。

图7示出了包括路由器的网络节点的一个实施例。

图8是通用网络组件或计算机系统的示意图。

具体实施方式

现在结合附图描述本发明，本发明大体上涉及网络中的数据传输。

互联网协议(Internet Protocol，IP)是互联网上的主要数据平面协议。本发明建立在现有IP结构的基础之上，确定新数据报文(称为“新IP数据报文”)的格式，以通过引入三种特征重新构建报文的整体结构，每种特征解决网络中的一类特定问题(例如，报文的固定结构)。这种新IP数据报文具有一个新IP报头，该报头的格式包括新IP传输规范、新IP约定规范和新IP载荷规范。新IP传输规范根据功能和网络连接设备支持不同类型和格式的地址。新IP约定规范支持各种服务以及它们的操作和管理控制。新IP载荷规范将网络语义与用户数据进行关联，同时保持载荷完整性。

应当理解，本发明的当前实施例可以通过许多不同的形式实现，并且权利要求书的范围不应被解释为限于本文中阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本发明透彻和完整，并且向本领域技术人员充分传达发明性实施例概念。事实上，本发明旨在覆盖包括在由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围内的这些实施例的替代物、修改和等同物。此外，在以下对本发明当前实施例的详细描述中，为了提供透彻的理解，阐述了许多具体细节。但是，本领域普通技术人员很清楚，可以在没有提供这些具体细节的情况下实施本发明的当前实施例。例如，虽然上一段描述了三种新规范类型，但本发明还包括只有三种规范类型中的一种或两种的实施例。

互联网协议(Internet Protocol，IP)是网络中的当前数据平面技术的基本组成部分。其它传输和路由协议是在假设将IP作为网络级报文格式的情况下开发的。虽然IP非常适合传统终端和基于Web的应用，但FG-NET-2030等近期行动、新兴垂直行业以及5G和超5G(Beyond5G，B5G)中的应用已经确定IP在当前格式中存在局限性。为了适应这些进步，数据平面网络技术需要更多能力来处理许多垂直行业中的应用，例如基于机器人的自动化和云辅助驾驶。这些垂直行业需要数据平面能力，例如到达时间保证和带宽保证以及安全性保证和可靠性保证，这些超出了IP目前提供的能力。

目前的分组交换网络具有一组最少的线上功能，以支持多种多样的服务。可编程性和服务保证方面的工作主要是分散的，不方便采用具有严格有界时延和高吞吐量要求的下一代(5G、B5G)应用。此外，基本的网络基础设施在处理边缘计算网络和空间互联网的场景时受到限制，这两种网络都需要动态拓扑模型。在一些情况下，各种物联网(Internet ofThings，IoT)设备寻址方案不适合IP寻址方案。最后，高数据速率传输中的丢包惩罚导致用户体验差。当网络繁忙时，需要备用拥塞响应，以保持可预测的吞吐量。

数据平面缺乏灵活性通常会产生一种基于覆盖的方法或中间件插入，这需要与底层网络中的几个调配接触点一起维护。这样提高了整体复杂性，并且限制了可扩展性。为了在IP网络中提供这些功能，需要增加IPv4选项或IPv6扩展头，但使用当前标准实现很难同时增加这两项。

图1是一种用于通过通信网络在源节点和目的地节点之间进行数据通信的示例性网络。网络100包括，例如，源节点110、目的地节点120和通信网络130。源节点110和目的地节点120可以是能够通过通信网络130进行通信的任何类型的电子设备，例如但不限于移动通信设备、物联网(Internet of things，IoT)设备、个人计算机、服务器、路由器、大型主机、数据库或任何其它类型的用户设备或网络设备。例如，源节点110可以是媒体服务器，目的地节点120可以是从源节点110接收媒体内容的移动设备。

在所述实施例中，源节点110执行一个或多个程序/应用(application，APP)102。应用102可以是任何类型的软件应用，并且产生或生成数据104。根据应用102的功能，数据104可以是任何类型的数据。例如，在一个实施例中，数据104可以是由源节点110自动生成并推送给目的地节点120的数据。可选地，数据104可以是目的地节点120具体向源节点110请求的数据。为了将数据104传送给目的地节点120，源节点110上的应用102使用应用编程接口(application programming interface，API)将数据104传送到源节点110的传输层106。传输层106负责将数据104传输给目的地节点120上的合适应用116。传输层106根据具体协议将数据捆绑/组织到数据报文112中(即封包)。例如，传输层106可以使用各种通信协议，例如但不限于传输控制协议/互联网协议(Transmission Control Protocol/Internetprotocol，TCP/IP)，用于提供面向连接的通信、可靠性、流量控制和多路复用等主机与主机通信服务。

数据报文112传输到源节点110的网络层108。网络层108负责报文转发，包括通过通信网络130中的一个或多个中间路由器或网络节点114路由数据报文112。通信网络130可以包括多个互连网络，包括但不限于局域网(local area network，LAN)、城域网(metropolitan area network，MAN)、广域网(wide area network，WAN)、无线或移动网络以及互联网(例如，因特网)。当数据报文112到达目的地节点120时，从数据报文112中提取数据104(即解包)，然后将数据传送给目的地节点120上的应用116。

虽然图1示出了通信系统的一个示例，但可以对图1进行各种改变。例如，在任何合适的配置中，通信系统100可以包括任意数量的源节点、目的地节点、接入点、网络或其它组件。

图2A示出了数据传输框架中的新IP报头和数据格式。本发明中的技术公开了一种新数据报文格式，称为“新互联网协议(新IP)”。新IP数据报文201是互联网框架的一部分，给本发明中的技术带来了几种能力。新IP是一种数据平面技术，定义了新IP数据报文格式、其规范和网络节点中的对应功能。使用本发明中的技术，工业互联网、车辆与基础设施、自治系统、全息型通信等即将到来的新应用可以通过网络和多类网络(ManyNet)实现。因此，这些新IP数据报文201可以用于通过具有不同能力和要求的各种网络进行数据传输。然而，新IP数据报文的其它变体也是本申请的一部分，包括上述规范、上述规范的子集以及上述规范与其它规范的组合。为了实现本发明的目的，这些都可以统称为“新IP数据报文”。

如图所示，新IP数据报文201包括报头字段201a，后面接着是传输规范字段201b、约定规范字段201c和载荷规范字段201d。应当理解，如图所示的规范的顺序是一个实施例，规范可以按照任意顺序放置。还应当理解，格式中可以包括更多或更少的规范。例如，一种格式可以只包括传输规范字段和载荷规范字段，而另一种格式可以包括约定规范字段和载荷规范字段。又如，可以增加其它规范。

报头字段201a标识数据报文201的起始，并且描述规范字段的偏移。例如，报头字段201a包括传输规范201b的传输偏移(或指针)202a、约定规范201b的约定偏移(或指针)202b和载荷规范201d的载荷偏移(或指针)202c。在一个实施例中，报头字段201a还可以包括签名字段(CTRL)203(例如具体实现细节(例如，标志))和报文的总长度204。在另一个实施例中，规范的偏移和报文的总长度可以表示报文是否损坏。例如，当任何偏移都不超过报文的总长度时，报文不会损坏。又如，当其中一个偏移超过报文的总长度时，报文会损坏。例如，载荷偏移的长度可以设置为20，偏移的总长度可以设置为10。由于载荷偏移的长度大于偏移的总长度，因此可以确定报文损坏。在另一个实施例中，签名字段(CTRL)可以表示报头是否已经在传输过程中损坏。例如，签名字段可以是哈希、循环冗余码校验(cyclicredundancy check，CRC)或公钥/私钥机制。这些字段的其它变体也是可能的。例如，在一些实施例中，载荷规范201d可以包括一个字段，指示其自身长度，该字段可以与偏移一起用来计算整个报文的长度。类似地，在一些实施例中，报头201a可以包括传输偏移202a以及传输规范和约定规范的长度，而不包括约定偏移和载荷偏移。更一般地，各种字段的偏移和/或长度的组合可以指示它们在报文中的位置和长度。

传输规范字段201b在异构网络和互联网系统中提供灵活的上下文寻址。在一个实施例中，传输规范字段201b根据功能和网络连接设备支持不同类型和格式的地址。在另一个实施例中，传输规范字段201b能够向后兼容现有寻址方案，例如IPv4和IPv6。下面结合图4A和图4B更详细地描述传输规范201b。

约定规范字段201c支持服务和应用感知，其中，约定规范字段201c中指定的约定(下文详述)支持鲁棒的服务交付模型，并且提供时延、容量、可靠性等服务级别目标(Service Level Objective，SLO)的保证。在一个实施例中，约定规范字段201c侧重于高精度通信(high-precision communication，HPC)和网络中任何类型的服务的生命周期以实现各种服务，以及它们以最精细的报文级粒度的操作和管理控制。如下详述，约定规范字段201c中的约定为下一代可编程性、定制化和非一体数据平面管道创造途径，同时还提供满足执行遥测、按需弹性增长服务和围绕HPC创建新型商业模式的要求的能力。下面结合图5A至图5D更详细地描述约定规范字段201b。

载荷规范字段201d指定能力，通过这些能力将信息的熵和质量携带在载荷中，这些能力可以用于提高吞吐量和实现数据传输的鲁棒性。在一个实施例中，载荷规范字段201d将用户定义的语义或应用语义等语义与用户数据进行关联，同时保持载荷完整性。例如，当在网络中节点从终端用户接收数据报文时，即使载荷与来自发送器的载荷不是逐比特匹配，数据载荷也仍然可用。相反，使用与用户数据相关联的语义，接收节点可以使用载荷中携带的部分信息。当面临缓慢或拥塞条件时，接收部分报文有助于减少重传开销和时延。下面结合图6A和图6B更详细地描述载荷规范201d。

因此，使用各种规范，新IP数据报文201是灵活的，并且可以改变或修改以适应网络操作的特定需要或网络中出现的条件。例如，出于论述目的，假设寻址增强是实现新IP数据报文的特定网络中的基本要求。为了增强寻址，运营商可以使用传输规范字段201b部署和管理寻址功能。类似地，如果更迫切需要超越尽力而为(Beyond Best-Effort，BBE)服务感知基础设施，则约定规范字段201c可以由网络运营商部署。最近，由于需要载荷增强，载荷规范字段201d可以包含在网络中。

新IP数据报文201的一个示例性实施例如图2B所示，示出了以太网帧中的示例性新IP报文201。在所述实施例中，以太网报头(EthHdr)字段205的后面是以太网类型(EthType)字段207，该字段指定该类型是新IP格式201。新IP格式201通过以太网帧封装，并且包括报头字段201a、传输规范201b、约定规范201c和载荷规范201d。

图3是在图1的网络中接收和转发数据报文的示例性流程图。在下面的论述中，中间路由器或节点执行这些过程。下面结合图3论述的过程提供了新IP的概述，并且根据图1中的网络和图2A中的数据报文201介绍。应当理解，其它功能单元或处理单元可以实现本文中描述的过程，使得本发明不限于通过路由器实现，并且类似地，这些过程可以对其它报文实现。

在步骤302中，节点接收新IP数据报文201。新IP数据报文201包括报头字段201a、传输规范201b、约定规范201c和载荷规范201d，如上所述。

报头字段201a指定传输规范字段201b、约定规范字段和载荷规范字段201d各自的偏移或指针。在一个实施例中，传输规范字段201b、约定规范字段201c和载荷规范字段201d在长度上都是独立可变的。也就是说，每个规范的长度是灵活的，以适应存储在其中的信息，下面结合各个附图提供详细解释。

传输规范字段201b指定地址格式类型、源地址(source address，SA)字段和目的地地址(destination address，DA)字段。SA字段和DA字段指定地址的长度、通信类型和/或与SA格式和DA格式相关的信息。在一个实施例中，SA和DA的长度是可变的。在另一个实施例中，地址格式类型相同。在另一个实施例中，地址格式类型不同。下面结合各个附图更详细地解释传输规范字段201b。

约定规范字段201c包括一个或多个约定条款。在一个实施例中，约定条款包括事件、条件、元数据和动作。事件指示网络中影响网络的行为的节点的发生或状态。条件指示一个或多个逻辑运算符，以在事件发生时执行条件检查。例如，动作指示具有在源和目的地之间传输的新IP数据报文201的时间值的附加参数的动作“OnTimeGuarantee传输”。下面结合各个附图更详细地解释约定规范字段201c。

载荷规范字段201d指定与载荷的各个部分对应的差值(例如，与报文的各个部分相关联的不同属性或特征，例如报文的各个部分的重要性或优先级)或属性。在一个实施例中，属性指定载荷的不同部分之间的关系。下面结合各个附图更详细地解释载荷规范字段201d。

在步骤304中，节点根据报头中的规范对新IP数据报文201执行一个或多个动作。在一个实施例中，当约定条款中指定的事件发生时和/或当约定条款中指定的条件满足时，执行约定中的动作。在另一个实施例中，动作对应于根据载荷规范中的差值或属性对载荷执行的操作。

在一个实施例中，动作可以对载荷的一个或多个部分执行。例如，这些动作可以基于约定条款中与载荷的各个部分对应的条件、动作和属性。在一个实施例中，这些动作针对载荷的每个部分。在另一个实施例中，条件包括传输错误、拥塞水平或循环冗余码校验(cyclic redundancy check，CRC)错误中的一个或多个。在另一个实施例中，属性指定与载荷的各个部分对应的差值。在又一个实施例中，属性包括表示已经对载荷的各个部分执行动作的标志。下面结合各个附图更详细地描述动作的进一步解释。

在步骤306中，节点根据报头中的规范将新IP数据报文201转发给网络中的下一跳节点。在一个实施例中，可以将IP数据报文201的多个版本转发给网络中的下一跳节点，每个版本对于各个规范字段具有不同的长度(以及可选地还具有包括不同载荷的其它差异)。在另一个实施例中，节点根据传输规范字段201b中的目的地地址将IP数据报文201转发给下一跳节点。在又一实施例中，节点可以根据在报头中的规范中标识的动作，例如在动作指定的时间内或以动作指定的方式转发新IP数据报文201。

图4A示出了图2A中的新IP数据报文的示例性传输规范。传输规范字段201b的格式提供了鲁棒的寻址方案，包括支持灵活的地址格式方案、向后兼容的寻址方案和混合寻址方案。具体地，传输规范字段201b根据语义、功能和连接设备的网络支持不同类型和格式的地址。该规范还支持向后兼容现有的固定长度IP(例如，IPv4和IPv6)和MPLS地址格式。单独指定源格式和目标格式可以支持混合寻址。

如上所述，传输偏移202a(或指针)指向传输规范字段201b，而且可以通过在新IP数据报文201的上下文中计算传输偏移202a和约定偏移202b之间的差值来导出规范的长度。

传输规范字段201b指定地址格式类型(address format type，AT)、SA格式字段和DA格式字段。在一个实施例中，可以使用灵活的寻址方案，其中可以嵌入不同类型的地址命名空间。例如，新IP数据报文201可以容纳各种各样的不同地址或寻址方案(即不需要地址变换方案)，包括但不限于SigFox^TM、Semtech^TM开发的远程物联网(long range，LoRA)、传统地址和语义格式，例如服务标识符、位置标识符和可变长度标识符。因此，使用灵活的寻址方案，地址标识符的大小不是固定的，而是可以根据具体需要选择。例如，可以为低功耗、低位地址内存设备选择较小的长度(大小)，从而实现频谱效率等。

在一个实施例中，传输规范字段201b使用AT字段402无缝支持向后兼容传统IP/MPLS(或其它众所周知的报文类型)。使用AT字段402来标识传统寻址方案，当从IP/MPLS过渡到新IP数据报文网络时，不需要设置任何变换。这样可以携带传统报文，使正向迁移路径更简单，并且不需要对与传统IP/MPLS堆栈一起工作的终端用户应用进行任何更改。

传输规范字段201b还支持实现非对称地址的混合模型。使用混合模型，SA格式和DA格式可以相同或不同，具体取决于所使用的寻址方案。例如，源可以是IPv4，目的地可以是MPLS。使用这种能力，一个提供商的寻址方案产生的业务就会转发给另一个提供商的网络，而不需要端到端隧道来使地址空间同质化。

图4B示出了图4A的传输规范字段中的地址播和类型的一个示例。传输规范字段201b包括AT、SA格式和DA格式(如图4A所示)，后面是载荷404(为了示出传输规范字段201b，其它规范也可以在载荷之前，如下详述)。

传输规范字段201b的AT类似于地址族的指示或不同地址格式类型的指示，并且用作目的地地址和源地址的地址类型的组合的占位符。为了向后兼容，结合图4C，AT使用保留指示符，例如传统IPv4(406)、传统IPv6、传统MPLS(408)等，其中数据报文的其余部分包括传统IP/MPLS。在一个实施例中，非对称地址(410)可以在传输规范字段201b中指定，使得源是单播IPv4，目的地是单播IPv6，如图4C所示。否则，AT可以表示源地址类型和目的地址类型的组合，这种组合满足当前和/或未来的地址类型要求。这样可以将新的代码类型添加为地址，例如卫星网络中的宽带，这些网络需要具有位置感知的地理位置地址。

回到图4B，在一个实施例中，传输规范201b的SA格式和DA格式包括长度(Len)、地址播(Acast)和地址。

“Len”是地址格式的大小。地址格式可以包括但不限于平面格式或嵌套格式、可变长度、几何型(经度、纬度)格式或服务特定的格式。

“Acast”标识或描述通信。例如，这些通信可以标识或描述为单播、组播、多播、一对一、多对一、任播、广播、合播等模式。在一个实施例中，地址播可以通过地址格式确定(而且对于源地址和目的地地址分开)，这有助于转发功能。具体地，采用合播的地址播可以在另一个合播服务中识别合播流，这在Makhijani,K等人于2019年发表在第27次IEEE网络协议国际会议(International Conference of Network Protocols，ICNP)上的“ExtendedAbstract:Coordinated Communications for Next-Generation Networks(扩展摘要：下一代网络的协调通信)”中描述，其全部内容通过引用结合在本申请中。合播的一个示例是一种同步信息的机制，例如当所有艺术家都位于不同的地理区域和存在一组不同的网络条件时，同步虚拟管弦乐队。

SA格式和DA格式可选地提供地址格式特有的任何其它信息。应该理解，SA和DA包括合适格式(例如，IPv4格式)下的源地址和目的地地址。但是，源格式和目标地格式可以属于不同的地址空间，并且具有该地址空间中的标识符。

图5A示出了本发明中技术的新IP数据报文中的示例性约定规范字段。上面结合图2A描述了新IP数据报文格式201。本实施例侧重于新IP数据报文格式201中的约定规范字段。

约定规范字段201b支持大量选择网络能力，这些网络能力的运行和调节控制是以最小的报文级粒度进行的。约定规范201b可以包括几个约定条款504。约定条款504独立地定义服务特定的动作、事件和条件。约定的制作规则可以使用上下文无关文法样式表示，如图5B所示。在本发明中的技术之前，约定条款功能在Li,R.等人于2018年发表在ACMSigcomm新兴应用技术组网研讨会(Networking for Emerging Applications andTechnologies，NEAT)上的“A New Framework and Protocol for Future NetworkingApplications(用于未来组网应用的新框架和协议)”中描述，其全部内容通过引用结合在本申请中。网络130和路由器114履行约定510，假设约定由报文发送器(例如，发送方计算设备110)和报文接收器(例如，接收方计算设备120)和网络130同意。约定510描述两个或两个以上参与方之间的具体的正式服务编排，包括一个或多个约定条款504，以描述网络服务能力的类型、动作和计费信息。在一个实施例中，约定510的长度是固定的。在另一个实施例中，约定510的长度是可变的。在一个以上约定510的情况下，约定510的位置可以通过与每个约定510相关联的偏移列表确定。

通过使用约定510，提供了报文级服务保证要求。具体地，约定510携带与时间工程服务、高吞吐量媒体服务、任务关键型超可靠服务和其它服务相关联的具体属性的任意组合。在一个实施例中，约定510的结构以Chomsky风格定义。例如，约定510可以在一个或多个约定510之后，其中，约定包括一个或多个约定条款504，每个约定条款504可以是以下格式之一：(1)事件、条件、动作(event,condition,action，ECA)；(2)事件、条件、动作、元数据；(3)仅动作；或(4)动作和元数据。与传统的QoS相比，约定510以更低的级别(报文)运行，并且在高级抽象命令中指示。

每个约定条款包括动作，可以可选地包括事件、条件(一起示为事件、条件、动作(event,condition,action，ECA)506)和元数据的组合。与整个约定510类似，约定中的事件、条件、动作和元数据的长度也可以是固定的或可变的。在一个实施例中，存在事件和条件为空的原子约定ECA。在其它实施例中，约定可以省略事件、条件和/或元数据字段。约定条款504描述路由器114根据可以预定义的事件和条件在报文经过网络130时如何处理报文。考虑到预定义的事件和条件已经发生，路由器114处理各个动作。例如，为了支持5G中的超可靠性低时延(ultra-reliable low latency，uRLLC)，可以使用两个约定C1和C2，其中，C1约定条款指示动作BoundedLatency，C2约定条款具有动作NoPktLoss(即，必须满足与低时延绑定的时延和通过不丢包而实现的可靠性两个条件)。下面结合图5C描述动作。

可选的元数据包括有关报文的数据，例如计费信息、关于中间跳上的流量的定制化统计信息、关于用户和应用的上下文信息等。网络内节点智能自然嵌入并得到新IP框架支持。

图5C示出了约定条款中指定的动作的一个示例。动作集包括在约定规范字段201c中定义的一个或多个动作512，该字段由所有新IP节点(例如，能够处理新IP数据报文的节点)已知和处理。例如，应用102会插入运营商定义和/或应用定义的动作。这些动作512通常可以归类为操作、监控、遥测或信号发送。规范中定义的新约定可以使用不同的方法或算法跨不同硬件平台实施。然而，实施的结果是发送器和接收器之间的报文传输保证。下面描述几个动作(其中一些动作在动作512中示出)：

动作BoundedLatency(t)(下文还称为“InTimeGuarantee”)指示路由器在t(具有规定的时间单位)之前随时传输报文。该动作可以使用对应的元数据来描述从发送器开始传输以来的端到端网络时延或可用时延。一种称为基于时延的转发(latency-basedforwarding，LBF)的算法执行该动作。约定条款在报文中嵌入确切的参数和目标，而不是一类服务。LBF算法在A.Clemm、T.Eckert于2020年发表在IEEE/IFIP网络操作和管理研讨会上的“High-Precision Latency Forwarding over Packet-Programmable Networks(报文可编程网络上的高精度延迟转发)”中公开，其全部内容通过引用结合在本申请中。

动作OnTimeDevliery(t,t')，其中的元数据t和t’表示端到端总时间和运行时间，分别在具体时间传输报文，以适应非常小的时间抖动值。

动作Coordinate使多用户应用能够调整网络中的报文传输时间。该动作需要标识合播流，这实际上是通过传输规范的地址播部分以及元数据中指定的时间依赖参数完成的。关于解释，请参见K.Makhijani、H.Yousefi、K.K.Ramakrishnan和R.Li于2019年在2019年第27次IEEE网络协议国际会议(International Conference of Network Protocols，ICNP)上的“Extended Abstract:Coordinated Communications for Next-GenerationNetworks(扩展摘要：下一代网络的协调通信)”，其全部内容通过引用结合在本申请中。

动作NoPacketLoss指示网络尽一切可能传输报文。

动作PreferredPath可以指示节点使用嵌入在报文中的一组节点地址或其它形式的路径标识符，以保证报文沿着这一组节点地址或标识的路径传输。

动作PktTrace跟踪网络中的报文流行为，尤其可以用于了解端到端服务保证和性能下降。例如，为了了解逐跳时延，动作PktTrace可以捕获网络中的路径以及每个节点中需要的时间。终端用户启动包括动作PktTrace和指示“测量时间”的事件的约定。然后，端到端路径中的每个节点都会插入自己的标识和在报文的元数据中需要的时间。类似地，如果动作PktTrace在没有任何事件的情况下使用，则节点插入的元数据是标识符。这样，服务就知道了报文经过的路径。

动作PktMonitor有助于了解系统的当前状态。该动作捕获网络中与队列阈值、报文丢弃等相关的事件。这类动作通过监控阈值在拥塞等情况发生之前识别它们。例如，为了识别实时拥塞，如果节点处的队列建立到70％，则该动作在报文的元数据中设置对应的度量值，以便稍后可以检索信息。

动作ReportInsuringParty是在发生服务目标违规行为时要执行的运营商驱动的动作；然后，出错节点需要向保险方报告这类违规行为。运营商使用该动作来评估因违反服务级别目标而造成的索赔，这可能有助于在不同网络系统之间建立信任。

图5D示出了约定条款中指定的事件和条件的一个示例。约定条款504可以指定何时执行动作。具体地，可以在事件和/或条件发生时执行动作。

事件是会影响报文或流在传输中的行为的网络节点的本地事件或状态。队列级别、路径更改、丢弃等事件确定拥塞或故障，而其它事件可以是满足具体值的操作数，例如报文计数、下一跳等。

条件是执行条件检查的算术或逻辑运算符。例如，条件可以设置为小于或等于(less than or equal，LE)和大于或等于(greater than or equal，GE)。这些条件可以用于检查阈值、数据速率或任何其它度量。其它几个逻辑运算符，例如OR、XOR和AND，也可以用于从事件和动作中导出结果。例如，当队列级别(事件)大于或等于(条件)指定阈值时，可以执行动作。

图6A示出了本发明中技术的新IP数据报文的载荷规范字段的一个示例性实施例。载荷规范字段201d将语义与新IP数据报文载荷进行关联。载荷向接收方计算设备120提供选项，以使用载荷中的任何残余信息，同时使得网络在一个或多个条件(例如，拥塞)发生时丢弃载荷的各个部分。这种类型的通信称为定性通信，这在面临缓慢或拥塞条件时，有助于减少重传开销和时延。

可以进行定性通信的载荷称为定性载荷。定性载荷需要额外的控制信息。载荷规范201d支持简单的定性载荷。为了支持定性载荷，载荷规范201d使用约定规范201c来携带控制信息。如图6A所示，示意图示出了包括类型和长度(LEN)的定性载荷。下面结合图6B描述定性通信的一个具体示例。还应当理解，载荷不限于所述实施例。除了图6A(示出了类型和长度)的实施例之外，载荷规范201d可以指示仅载荷的长度、载荷的长度和类型、仅载荷的类型、载荷的类型和载荷约定，等等。

载荷规范字段201d使得新IP数据报文201中的载荷携带其它上下文，而不暴露传输数据中的私有信息。在一个实施例中，载荷可以是比特/字节序列的传统载荷(当“类型”设置为0时)，或携带载荷的质量、熵或语义的定性载荷(当“类型”设置为1时)。当一个或多个对应事件发生时，例如，如约定中所述，载荷进行定性通信服务处理。在一个实施例中，上下文确定特定信息在载荷中的重要性。例如，媒体帧可以通过以下方式设置，使得载荷的初始部分是最重要的帧，而中间和最后部分提高重要帧的分辨率，使得初始部分比中间和最后部分更重要。

图6B示出了新IP中的定性服务的示例性数据格式。虽然将结合载荷结构的一个示例描述技术，但应当理解，可以根据本文中的教导修改其它传输格式。

在所述示例中，新IP数据报文602(只示出了报文的一部分)包括约定规范607和载荷规范606。载荷规范606表示定性服务(qualitative service，QS)的定性载荷，并且包括载荷的数据块(Ch0、Ch1、Ch2……ChN)。约定规范607包括“清洗”动作、Px偏移和Px校验和。在一个实施例中，约定规范607用于标识载荷规范606中的数据块。在另一个实施例中，数据块的位置可以通过约定规范607的优先级Px偏移字段中的偏移来标识。此外，约定规范607可以包括用于不同数据块的校验和或循环冗余码校验(cyclic redundancy check，CRC)，使得即使在QS报文丢弃操作之后，也可以验证新IP数据报文602的完整性。在一个实施例中，可以禁用报文级校验，或者由块级校验取代。类似的信息也可以可选地包括在载荷规范606中，而不是包括在约定规范607中。

在一个实施例中，每个数据块具有与其关联的重要性因子(或优先级)。如图所示，示出了三个优先级：高、中等和低。虽然示出了三个优先级，但应当理解，根据该技术，可以使用任意数量的优先级。重要性因子由发端网络使能设备上的传输方应用分配。约定规范607指示由数据传输方应用在Px偏移字段中分配的相对数据优先级或重要性。例如，约定规范607可以指示载荷中的每个数据块的不同重要性因子或优先级，以及如何识别与这些优先级相关联的载荷数据块(即通过偏移)。在一个实施例中，为了识别数据块，约定规范607指定每个数据块的具体偏移。虽然使用偏移是可以识别载荷中的数据块的一种方式，但根据本发明中的技术，传输数据块在新IP数据报文201中的位置和大小的任何合适方法都适合使用。

在另一个实施例中，重要性因子信息可以与每个数据块相关联，并且可以用于管理业务。在一个实施例中，使用清洗操作，在检测到网络条件(例如网络拥塞或报文的停留时间)的情况下，网络节点可以丢弃重要性因子小的数据块。在另一个实施例中，根据数据块的优先级和报文的优先级，可以首先丢弃低优先级报文中的低优先级数据块(直到完全丢弃低优先级报文)，然后丢弃中等优先级报文中的低优先级数据块，以此类推。虽然示出了三个优先级，但优先级的数量可以取决于网络和应用。例如，在数据中心中，消减载荷并只转发报头有时是有益的。这是因为使用浅缓冲区以加快通信速度。在缓冲区填充速度较慢的网络中，可以支持更多的优先级。

在一个示例中，应用清洗动作，可以清洗载荷中的数据块，以移除或丢弃载荷中的一个或多个数据块。例如，可以清洗和丢弃载荷中的块，从最低优先级块ChN开始，这样可以转发剩余载荷。又如，在拥塞严重时使用约定规范607，发送载荷的一部分(例如，未丢弃部分)能够及时地进行数据通信，因为正在传输的数据较少(并且可以保留数据中的任何重要信息，同时可以丢弃载荷中的非必要数据块或存储用于以后传输)。在一个实施例中，上下文可以将载荷的各个部分标识为数据块。这种能力提高了网络吞吐量和利用率。新IP的定性通信的一种实现方式在Li,R.等人于2019年发表在ACM的NEAT'T19：2019年ACM Sigcomm新兴应用技术组网研讨会会刊的第22页至28页上的“A Framework for QualitativeCommunications Using Big Packet Protocol(使用大报文协议的定性通信的框架)”中论述，其全部内容通过引用结合在本申请中。此外，新IP约定可以用于携带定性报文的上下文。例如，在新IP数据报文中用于定性报文的约定规范中，可以定义以下动作：

·清洗(Wash)：随意或选择性地移除报文载荷内的比特/字节的通用操作。例如，每隔7个比特移除，每隔四个字节移除，移除最后10个比特，等等。

·修复(Repair)和恢复(Recover)：能够根据与动作一起出现的上下文修复剩余报文载荷中的错误比特/字节或者从剩余报文载荷中挽救丢失部分。

·扩充(Enrich)：当网络条件变好以通过较大报文时，新IP节点可以将与报文匹配的本地缓存块插入报文载荷中。

在一个实施例中，定性通信应用随机线性网络编码，这在Dong,L.发表在2019年的IEEE Globecom关于2030及以后的未来互联网架构、技术和服务的研讨会上的“In-PacketNetwork Coding for Effective Packet Wash and Packet Enrichment(用于有效报文清洗和报文扩充的报文内网络编码)”以及Dong,L.发表在2020年的IEEE HPSR上的“Qualitative Communication Via Network Coding and New IP(通过网络编码和新IP进行定性通信)”中论述，其全部内容都通过引用结合在本申请中。在这些论述中，载荷可以分成多个大小相等的块，并且应用了随机线性网络编码，使得每个块的重要性相同。当需要对报文进行定性处理时，网络节点可以初始化随机丢弃(或根据需要从尾部丢弃)，直到报文可以保留在转发缓冲区中。

示例性案例

使用新IP传输规范的多类网络寻址方案

互联网是基于IP的，以同质的方式连接设备和网络。多类网络是不同类型的网络类型、设备类型和基础设施类型的组合。新IP地址格式不仅适应包括IoT类型设备的新寻址结构，而且还适应包括卫星的网络对地理地址结构的需求。在空间网络中，低轨(Low-EarthOrbit，LEO)卫星成为端点之间转发路径的一部分，路由器本身的位置不断发生变化，与具有固定路由器的地面网络不同。从端点(或相邻网络节点)的角度来看，使用传统IP地址是不够的，因为端点必须连接到最近的卫星。

通过新IP约定规范的时间工程服务

5G和网络2030中的新应用，例如工厂自动化、远程操作、自动驾驶车辆或自我管理系统，高度依赖于数据在网络上的精确到达时间和离开时间，因为这些应用是基于机器的。新IP提供了一个公共框架，通过该框架，每个应用都可以单独描述其精确要求。这目前在分组网络中是不可能的。使用高精度(或时间工程)服务，每个报文在指定的时间内或在指定的时间处到达目的地。新IP使约定条款能够以报文为粒度提供按时、及时保证或无损类型的报文传输的能力。

此外，5G服务中最重要的维度之一是uRLLC。随着5G无线堆栈的发展，5G设备和基站之间只能支持uRLLC。使用新IP，5G移动回传也可以在固定报文网络上支持可靠性和低时延。

服务问责

服务问责是指在服务保证不满足或发生其它策略违规行为时，确定网络节点上的原因。新IP约定条款可以更新或插入到新IP数据报文中，以指示失败。

网络是一个异构的、非确定性的系统。因此，拥塞、中断或不同的攻击向量会影响服务级别保证。必须监控此类违规行为，并通知网络运营商采取对应措施。新IP约定机制支持以报文、流为粒度捕获违规行为，这在M2M时延敏感的通信系统中尤其有用(因为发送方传感器不会期望或等待传输层的确认)。此外，网络必须可靠地下发命令，在违规行为的情况下，网络还应该能够确定产生违规行为的路径或节点。

图7示出了可以实现路由器的网络节点的一个实施例。节点(例如，路由器)700可以是，例如，通信系统100中的节点110、114、120或如上所述的任何其它节点或路由器。节点700可以包括：多个输入/输出端口710/730和/或接收器(Rx)712和发送器(Tx)732，用于接收和发送来自其它节点的数据；处理器720，用于处理数据并确定将数据发送给哪个节点；存储器。节点700还可以在通信系统中生成和分发数据报文形式的数据。虽然处理器720示为单个处理器，但处理器720并不限于此并且可以包括多个处理器。处理器720可以实现为一个或多个中央处理单元(central processing unit，CPU)芯片、一个或多个核(例如多核处理器)、一个或多个现场可编程门阵列(field-programmable gate array，FPGA)、一个或多个专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)和/或一个或多个数字信号处理器(digital signal processor，DSP)，和/或可以是一个或多个ASIC的一部分。此外，处理器720可以使用硬件、软件或硬件和软件两者实现。存储器722可以用于存储本文中公开的路由表、转发表或其它表或信息。虽然存储器722示为单个存储器，但存储器722可以实现为只读存储器(read only memory，ROM)、随机存取存储器(random accessmemory，RAM)或辅助存储器(例如，用于数据的非易失性存储的一个或多个磁盘驱动器或磁带驱动器)的组合。上文描述的技术可以在任何通用网络组件上实现，所述通用网络组件可以是具有足够的处理能力、内存资源和网络吞吐量能力以处理施加在其上的必要工作负载的计算机或网络组件。

图8示出了用于实现本发明实施例的一种计算系统的一个示例性实施例。计算机系统800包括处理器804和存储器808，它们相互通信并通过总线812与其它组件通信。总线812可以包括几种类型的总线结构中的任一种，包括但不限于使用各种总线架构中的任一种的内存总线、内存控制器、外围总线、本地总线及其任意组合。

存储器808可以包括各种组件(例如，机器可读介质)，包括但不限于随机存取存储器组件、只读组件及其任意组合。在一个示例中，基本输入/输出系统(basic input/outputsystem，BIOS)816可以存储在存储器808中，BIOS 816包括在启动过程中帮助在计算机系统800内的元件之间传输信息的基本例程。存储器808还可以包括(例如，存储在一个或多个机器可读介质中的)指令(例如软件)820，从而体现本发明的任一个或多个方面和/或方法。在另一个示例中，存储器808还可以包括任意数量的程序模块，包括但不限于操作系统、一个或多个应用程序、其它程序模块、程序数据及其任意组合。

计算机系统800还包括存储设备824。存储设备(例如，存储设备824)的示例包括但不限于硬盘驱动器、磁盘驱动器、与光学介质组合的光盘驱动器、固态存储器设备及其任意组合。存储设备824可以通过合适的接口(未示出)连接到总线812。示例性接口包括但不限于SCSI、高级技术附件(advanced technology attachment，ATA)、串行ATA、通用串行总线(universal serial bus，USB)、IEEE 1394(火线接口)及其任意组合。在一个示例中，存储设备824(或其一个或多个组件)可以可拆卸地(例如，通过外部端口连接器(未示出))与计算机系统800连接。具体地，存储设备824和相关的机器可读介质828可以为计算机系统800提供机器可读指令、数据结构、程序模块和/或其它数据的非易失性和/或易失性存储。在一个示例中，软件820可以完全或部分位于机器可读介质828内。在另一个示例中，软件820可以完全或部分位于处理器804内。

计算机系统800也可以包括输入设备832。在一个示例中，计算机系统800的用户可以经由输入设备832将命令和/或其它信息输入到计算机系统800中。输入设备832的示例包括但不限于字母数字输入设备(例如，键盘)、定点设备、操纵杆、游戏板、音频输入设备(例如，麦克风，语音应答系统等)、光标控制设备(例如，鼠标)、触摸板、光学扫描仪、视频捕获设备(例如，静止相机、摄像机)、触摸屏及其任意组合。输入设备832可以通过各种接口(未示出)中的任一个接口与总线812连接，这些接口包括但不限于串行接口、并行接口、游戏端口、USB接口、火线接口、到总线812的直接接口及其任意组合。输入设备832可以包括触摸屏接口，其可以是显示器836的一部分或与显示器836分开，下文将进一步论述。输入设备832可以用作用户选择设备，以如上所述在图形界面中选择一个或多个图形表示。

用户也可以通过存储设备824(例如，可移动磁盘驱动器、闪存驱动器等)和/或网络接口设备840向计算机系统800输入命令和/或其它信息。网络接口设备840等可以用于将计算机系统800连接到各种网络中的一个或多个(例如网络844)以及连接到其上的一个或多个远程设备848。网络接口设备的示例包括但不限于网络接口卡(例如，移动网络接口卡、LAN卡)、调制解调器及其任意组合。网络的示例包括但不限于广域网(例如，互联网、企业网络)、局域网(例如，与办公室、大楼、校园或其它相对较小的地理空间相关联的网络)、电话网络、与电话/语音提供商相关联的数据网络(例如，移动通信提供商数据和/或语音网络)、两个计算设备之间的直接连接及其任意组合。网络844等网络可以采用有线和/或无线通信模式。一般而言，可以使用任何网络拓扑。信息(例如，数据、软件820等)可以经由网络接口设备840在计算机系统800之间传输。

计算机系统800还可以包括视频显示适配器852，用于将可显示图像发送到显示设备，例如显示设备836。显示设备的示例包括但不限于液晶显示器(liquid crystaldisplay，LCD)、阴极射线管(cathode ray tube，CRT)、等离子体显示器、发光二极管(lightemitting diode，LED)显示器及其任意组合。显示适配器852和显示设备836可以与处理器804结合使用，以提供本发明各个方面的图形表示。除显示设备之外，计算机系统800还可以包括一个或多个其它外围输出设备，包括但不限于音频扬声器、打印机及其任意组合。这种外围输出设备可以经由外围接口856连接到总线812。外围接口的示例包括但不限于串行端口、USB连接、火线接口连接、并行连接及其任意组合。

应当理解，本发明的主题可以通过许多不同的方式体现，并且不应解释为限于本文阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本主题透彻和完整，并将本发明充分传达给本领域技术人员。实际上，本主题的目的是涵盖这些实施例的替代物、修改和等同物，这些包括在由所附权利要求书限定的本主题的范围和精神内。而且，在以下本发明主题的详细描述中，阐述了许多特定细节以便提供本发明主题的透彻理解。然而，本领域普通技术人员很清楚，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明主题。

本文结合本发明实施例提供的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图来描述本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或方框图中的方框的组合可以由计算机程序指令实现。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器以生产机器，使得通过计算机或其它可编程指令执行装置的处理器执行的指令产生用于实现流程图和/或方框图中详述的功能/动作的机制。

计算机可读非瞬时性介质包括各种类型的计算机可读介质，包括磁存储介质、光存储介质和固态存储介质，具体地，不包括信号。应当理解，软件可以安装在设备中并随设备一同出售。或者，可以获取软件并将其加载到设备中，包括经由光盘介质或从网络或分发系统的任何方式获取软件，包括例如从软件创建者拥有的服务器或从软件创建者不拥有但使用的服务器获取软件。例如，可以将软件存储在服务器中以通过互联网分发。

计算机可读存储介质不包括传播信号，可由计算机和/或处理器访问，并且包括易失性和非易失性的可移动和/或不可移动的内部和/或外部介质。对于计算机来说，各种类型的存储介质容纳任何合适的数字格式的存储数据。本领域的技术人员应理解，可以使用其它类型的计算机可读介质，例如压缩驱动器、固态驱动器、磁带、闪存卡、闪存驱动器、盒等，用于存储用于执行所公开架构的新颖方法(动作)的计算机可执行指令。

本文中所用的术语仅仅是出于描述特定方面的目的，并不旨在限制本发明。除非上下文清楚说明，否则本文所使用的单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数含义。还应理解，本说明书中所使用的术语“包括”用于说明存在所述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。

本发明的描述仅作为说明和描述目的而呈现，并非旨在详尽无遗或以任何所公开的方式限制本发明。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，本领域普通技术人员将清楚多种修改和改变。选择和描述本发明的各个方面以便更好地解释本发明的原理和实际应用，并且使本领域普通技术人员能够理解本发明和适合预期特定用途的各种修改。

出于本文档的目的，与所公开技术关联的每个过程可以由一个或多个计算设备连续地执行。过程中的每个步骤可以由与其它步骤中使用的相同或不同的计算设备执行，并且每个步骤不必由单个计算设备执行。

虽然已经以结构特征和/或方法动作专用的语言描述了本主题，但应当理解，所附权利要求书中限定的本主题不必局限于上文描述的具体特征或动作。相反，公开上文描述的具体特征和动作作为实现权利要求书的示例性方式。

Claims (48)

1.一种用于网络中的数据通信的方法，其特征在于，所述方法包括：

所述网络中的节点接收互联网协议IP数据报文，其中，所述IP数据报文具有报头和载荷；

所述节点根据所述IP数据报文的所述报头中的规范对所述IP数据报文执行动作；所述规范包括约定规范字段，所述约定规范字段包括一个或多个约定条款，每个约定条款包括事件、条件和所述动作中的至少一个；

所述节点根据所述IP数据报文的所述报头中的所述规范将所述IP数据报文转发给所述网络中的下一跳节点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据报文的格式包括报头字段和所述规范；

所述规范还包括传输规范字段和载荷规范字段。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述传输规范字段、所述约定规范字段和所述载荷规范字段在长度上都是独立可变的。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述报头字段指定所述传输规范字段的偏移、所述约定规范字段的偏移、所述载荷规范字段的偏移和所述载荷的长度。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述传输规范字段指定一个或多个地址格式类型、源地址SA字段和目的地地址DA字段，其中，所述SA字段和所述DA字段指定地址的长度、通信类型、SA和DA中的至少一个。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述一个或多个地址格式类型包括IPv4、IPv6、MPLS或地理坐标类型地址中的一个或多个。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述SA和所述DA的地址的长度是可变的。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述约定条款中指定的所述事件发生时以及当所述约定条款中指定的所述条件满足时，执行所述约定中的所述动作。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述约定条款包括所述事件、所述条件和所述动作；

所述事件指示所述网络中影响所述网络的行为的节点的事件或状态；

所述条件指示一个或多个逻辑运算符，以在所述事件发生时执行条件检查；

所述动作指示在源和目的地之间传输的所述IP数据报文的传输时间。

10.根据权利要求2至4中任一项或6或7所述的方法，其特征在于，所述载荷规范字段指定与所述载荷的各个部分对应的差值或属性。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述动作对应于根据所述载荷规范中的所述差值或属性对所述载荷执行的操作。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述属性指定所述载荷的不同部分之间的关系。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述约定条款中的所述条件、所述动作和与所述载荷的各个部分对应的所述属性对所述载荷的各个部分执行所述动作。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述动作针对所述载荷的每个部分。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，

所述属性指定与所述载荷的各个部分对应的所述差值，

所述属性包括表示已经对所述载荷的一个或多个部分执行所述动作的标志。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述条件包括传输错误、拥塞水平或循环冗余码校验CRC错误中的至少一个。

17.一种用于在网络中进行数据通信的节点，其特征在于，所述节点包括：

包括指令的非瞬时性存储器；

与所述存储器进行通信的一个或多个处理器，其中，所述一个或多个处理器使得所述节点执行所述指令以执行以下步骤：

接收互联网协议IP数据报文，其中，所述IP数据报文具有报头和载荷；

根据所述IP数据报文的所述报头中的规范，对所述IP数据报文执行动作；所述规范包括约定规范字段，所述约定规范字段包括一个或多个约定条款，每个约定条款包括事件、条件和所述动作中的至少一个；

根据所述IP数据报文的所述报头中的所述规范，将所述IP数据报文转发给所述网络中的下一跳节点。

18.根据权利要求17所述的节点，其特征在于，所述数据报文的格式包括报头字段和所述规范；

所述规范还包括传输规范字段和载荷规范字段。

19.根据权利要求18所述的节点，其特征在于，所述传输规范字段、所述约定规范字段和所述载荷规范字段在长度上都是独立可变的。

20.根据权利要求18所述的节点，其特征在于，所述报头字段指定所述传输规范字段的偏移、所述约定规范字段的偏移、所述载荷规范字段的偏移和所述载荷的长度。

21.根据权利要求18至20中任一项所述的节点，其特征在于，所述传输规范字段指定一个或多个地址格式类型、源地址SA字段和目的地地址DA字段，其中，所述SA字段和所述DA字段指定地址的长度、通信类型、SA和DA中的至少一个。

22.根据权利要求21所述的节点，其特征在于，所述一个或多个地址格式类型包括IPv4、IPv6、MPLS或地理坐标类型地址中的一个或多个。

23.根据权利要求21所述的节点，其特征在于，所述SA和所述DA的地址的长度是可变的。

24.根据权利要求17所述的节点，其特征在于，所述一个或多个处理器还使得所述节点执行所述指令以执行以下步骤：当所述约定条款中指定的所述事件发生时以及当所述约定条款中指定的所述条件满足时，执行所述约定中的所述动作。

25.根据权利要求17所述的节点，其特征在于，

所述约定条款包括所述事件、所述条件和所述动作；

所述事件指示所述网络中影响所述网络的行为的节点的事件或状态；

所述条件指示一个或多个逻辑运算符，以在所述事件发生时执行条件检查；

所述动作指示在源和目的地之间传输的所述IP数据报文的传输时间。

26.根据权利要求17至20中任一项或22或23所述的节点，其特征在于，所述载荷规范字段指定与所述载荷的各个部分对应的差值或属性。

27.根据权利要求26所述的节点，其特征在于，所述动作对应于根据所述载荷规范中的所述差值或属性对所述载荷执行的操作。

28.根据权利要求27所述的节点，其特征在于，所述属性指定所述载荷的不同部分之间的关系。

29.根据权利要求27或28所述的节点，其特征在于，所述一个或多个处理器还使得所述节点执行所述指令以执行以下步骤：根据所述约定条款中的所述条件、所述动作和与所述载荷的各个部分对应的所述属性，对所述载荷的各个部分执行所述动作。

30.根据权利要求29所述的节点，其特征在于，所述动作针对所述载荷的每个部分。

31.根据权利要求30所述的节点，其特征在于，

所述属性指定与所述载荷的各个部分对应的所述差值，

所述属性包括表示已经对所述载荷的一个或多个部分执行所述动作的标志。

32.根据权利要求31所述的节点，其特征在于，所述条件包括传输错误、拥塞水平或循环冗余码校验CRC错误中的至少一个。

33.一种存储计算机指令的非瞬时性计算机可读介质，其特征在于，所述计算机指令用于网络中的数据通信，所述计算机指令在由一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行以下步骤：

所述网络中的节点接收互联网协议IP数据报文，其中，所述IP数据报文具有报头和载荷；

所述节点根据所述IP数据报文的所述报头中的规范对所述IP数据报文执行动作；所述规范包括约定规范字段，所述约定规范字段包括一个或多个约定条款，每个约定条款包括事件、条件和所述动作中的至少一个；

所述节点根据所述IP数据报文的所述报头中的所述规范将所述IP数据报文转发给所述网络中的下一跳节点。

34.根据权利要求33所述的非瞬时性计算机可读介质，其特征在于，所述数据报文的格式包括报头字段和所述规范，所述规范还包括传输规范字段和载荷规范字段。

35.根据权利要求34所述的非瞬时性计算机可读介质，其特征在于，所述传输规范字段、所述约定规范字段和所述载荷规范字段在长度上都是独立可变的。

36.根据权利要求34所述的非瞬时性计算机可读介质，其特征在于，所述报头字段指定所述传输规范字段的偏移、所述约定规范字段的偏移，以及所述载荷规范字段的偏移和长度中的至少一个。

37.根据权利要求34或35所述的非瞬时性计算机可读介质，其特征在于，所述传输规范字段指定一个或多个地址格式类型、源地址SA字段和目的地地址DA字段，其中，所述SA字段和所述DA字段指定地址的长度、通信类型、SA和DA中的至少一个。

38.根据权利要求37所述的非瞬时性计算机可读介质，其特征在于，所述一个或多个地址格式类型包括IPv4、IPv6、MPLS或地理坐标类型地址中的一个或多个。

39.根据权利要求37所述的非瞬时性计算机可读介质，其特征在于，所述SA和所述DA的地址的长度是可变的。

40.根据权利要求33所述的非瞬时性计算机可读介质，其特征在于，所述指令还使得所述一个或多个处理器执行以下步骤：当所述约定条款中指定的所述事件发生时以及当所述约定条款中指定的所述条件满足时，执行所述约定中的所述动作。

41.根据权利要求33所述的非瞬时性计算机可读介质，其特征在于，

所述约定条款包括所述事件、所述条件和所述动作；

所述事件指示所述网络中影响所述网络的行为的节点的事件或状态；

所述条件指示一个或多个逻辑运算符，以在所述事件发生时执行条件检查；

所述动作指示在源和目的地之间传输的所述IP数据报文的传输时间。

42.根据权利要求34或35或38或39所述的非瞬时性计算机可读介质，其特征在于，所述载荷规范字段指定与所述载荷的各个部分对应的差值或属性。

43.根据权利要求42所述的非瞬时性计算机可读介质，其特征在于，所述动作对应于根据所述载荷规范中的所述差值或属性对所述载荷执行的操作。

44.根据权利要求43所述的非瞬时性计算机可读介质，其特征在于，所述属性指定所述载荷的不同部分之间的关系。

45.根据权利要求43或44所述的非瞬时性计算机可读介质，其特征在于，所述指令还使得所述一个或多个处理器执行以下步骤：根据所述约定条款中的条件、动作和与载荷的各个部分对应的所述属性，对所述载荷的各个部分执行所述动作。

46.根据权利要求45所述的非瞬时性计算机可读介质，其特征在于，所述动作针对所述载荷的每个部分。

47.根据权利要求46所述的非瞬时性计算机可读介质，其特征在于，

所述属性指定与所述载荷的各个部分对应的所述差值，

所述属性包括表示已经对所述载荷的一个或多个部分执行所述动作的标志。

48.根据权利要求47所述的非瞬时性计算机可读介质，其特征在于，所述条件包括传输错误、拥塞水平或循环冗余码校验CRC错误中的至少一个。