CN116886614A

CN116886614A - 一种基于tsn网络下的报文处理方法

Info

Publication number: CN116886614A
Application number: CN202311040096.XA
Authority: CN
Inventors: 李诚祥; 刘云清; 颜飞; 张琼
Original assignee: Changchun University of Science and Technology
Current assignee: Changchun University of Science and Technology
Priority date: 2023-08-18
Filing date: 2023-08-18
Publication date: 2023-10-13

Abstract

本申请提供了一种基于TSN网络下的报文处理方法，包括遍历填写时间和报文处理时间，遍历填写时间和报文处理时间交替且周期分布，在每个遍历填写时间中，在一统计器ID对应的一容器的上次填写时间与当前时间的时间差大于相应的遍历填写间隔时，根据该统计器ID对应的带宽配置参数更新该统计器ID的对应的所述容器的容量和填写时间；并且，在每个报文处理时间中，根据一统计器ID的带宽配置参数和当前时间，更新该统计器ID对应的容器的容量和填写时间；并且，在每个报文处理时间中，还根据统计器ID的对应的容器容量对所述报文进行统计。本申请可实现容器的容量和填写时间能更及时的更新，从而提高报文的通过率及填写的及时性，从而提高了TSN网络的实时性。

Description

一种基于TSN网络下的报文处理方法

技术领域

本发明涉及车载以太网的技术领域，具体为一种基于TSN网络下的报文处理方法。

背景技术

图1为车辆中对TSN流进行过滤、监管的结构示意图；图1中示出了车辆的电子控制单元(ECU)及网桥(Bridge)，图1中还示出了TSN提出的802.1QCI协议中的逐流过滤和监管(Per-Stream Filtering and Policing，PSFP)框架，该PSFP框架对到达网桥入端口的报文提供流过滤和监管功能，来防止流量过载，从而提高车载网络安全性，该过滤和监管过程发生在ECU的数据流到达网桥的入端口之后，在出端口排队之前。

如图1中示出的PSFP框架所包含的组件包括流过滤器(stream filter)、流门控(stream gate)和流统计器(stream meter)。如图1所示，每个组件都有对应的参数实例表，即流过滤器实例表、流门控实例表和流统计器实例表。其中，流过滤器实例表是一个由多个流过滤器组成的有序列表，进入流过滤器的流相应的分配流门控和流统计器，实现流过滤和监管；PSFP框架中各组件的功能具体介绍如下：

对于流过滤器，传入帧根据流过滤器中的流标识(Stream Id)等参数匹配到对应的流过滤器，不匹配流过滤器的帧被丢弃。

对于流门控，过滤后的帧按照门的状态依次传输；门的状态为打开时允许帧通过，状态为关闭时不允许帧通过。如果该帧没有在正确的时间窗口内按时发送，则在门关闭时将该帧丢弃。

对于流统计器，通过门的流量由流过滤器指定统计器标识(Meter ID)的流统计器进行监管；具体的，统计器标识(Meter ID)用于作为索引来查找流统计器，Meter ID的范围为1～Q，与流统计器1～Q相对应；每个流统计器含有各容器的容量；报文做统计功能的时候，根据容器的容量及报文长度统计报文，从相应的容器输出或者丢弃。

目前，PSFP提供的流统计器，定义了容器的容量的定时更新，如何能够实现容器的容量的实时的、动态的更新，以能够提高报文的通过率和填写的及时性，进而提高TSN网络的实时性，是本申请所要解决的问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于TSN网络下的报文处理方法，实现容器的容量的实时的、动态的更新，以能够提高报文的通过率和填写的及时性，进而提高TSN网络的实时性。

(二)技术方案

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种基于TSN网络下的报文处理方法，包括交替出现的遍历填写时间和报文处理时间，所述方法还包括：

A、在遍历填写时间中，获取当前时间、第一统计器ID在第一统计功能表中对应的带宽配置参数、第一统计器ID在第二统计功能表中对应的参数；其中，所述在第一统计功能表中对应的参数包括：第一容器遍历填写间隔(TimeC)、第一容器遍历填写字节数(ByteC)、第一容器承诺突发尺寸(CBS)、第二容器遍历填写间隔(TimeE)、第二容器遍历填写字节数(ByteE)、耦合标识(CF)和第二容器超出突发尺寸(EBS)；所述在第二统计功能表中对应的参数包括：第一容器填写时间(StampC)、第一容器容量(Bc)、第二容器填写时间(StampE)和第二容器容量(Be)；

B、判断当前时间与获取的所述第一统计器ID的第一容器填写时间(StampC)的时间差大于等于第一容器遍历填写间隔(TimeC)时，根据第一统计功能表与第二统计功能表中的参数更新第二统计功能表中的第一容器填写时间(StampC)和第一容器容量(Bc)；以及，判断当前时间与获取的所述第一统计器ID的第二容器填写时间(StampE)的时间差大于等于第二容器遍历填写间隔(TimeE)时，根据第一统计功能表与第二统计功能表中的参数更新第二统计功能表中的第二容器填写时间(StampE)和第二容器容量(Be)；

C、在报文处理时间中，获取当前时间、第二统计器ID在第一统计功能表中对应的带宽配置参数、第二统计器ID在第二统计功能表中对应的参数；

D、根据当前时间(Stamp1)与获得的第二统计器ID的第一容器填写时间(StampC)的时间差、和第一容器报文填写基准(ByteC2)，更新第二统计功能表中的第一容器填写时间(StampC)和第一容器容量(Bc)；以及，根据当前时间(Stamp1)与获得的第二统计器ID的第二容器填写时间(StampE)的时间差、和第二容器报文填写基准(ByteE2)，更新第二统计功能表中的第二容器填写时间(StampE)和第二容器容量(Be)。

由上，在每个遍历填写时间中，在第一统计器ID的一个容器(包括第一容器和第二容器)的上次填写时间与当前时间的时间差大于相应的遍历填写间隔时，根据第一统计器ID的带宽配置参数更新第一统计器ID的该容器的容量和填写时间，在每个报文处理时间中，根据第二统计器ID的带宽配置参数和当前时间，更新第二统计器ID的每个容器的容量和填写时间。基于遍历填写时间与报文处理时间均实现了容器的容量的实时的、动态的更新，使得容器容量适配报数量调整，降低了不匹配下的报文的丢弃率，从而能够提高报文的通过率。另一方面，基于遍历填写时间与报文处理时间均实现了填写时间的实时的、动态的更新，可以提高填写的及时性。提高了报文的通过率和填写的及时性，进而提高了TSN网络的实时性。

可选的，还包括：E、在报文处理时间中，根据到达报文的长度和第二统计器ID相应的第一容器容量(Bc)对报文进行统计，并当报文统计通过时，从相应的第一容器容量(Bc)中减去该报文的长度；以及，根据到达报文的长度和第二统计器ID相应的第二容器容量(Be)对报文进行统计，并当报文统计通过时，从相应的第二容器容量(Be)中减去该报文的长度。

由上，通过在每个报文处理时间中，还根据统计器ID的对应的容器(包括第一容器和第二容器)容量对所述报文进行统计，实现了容器容量的实时更新。

可选的，所述B中的更新第二统计功能表中的第一容器容量(Bc)包括：将第一统计器ID对应的第一容器容量(Bc)和第一容器遍历填写字节数(ByteC)求和，所得的值作为更新后的第一容器容量(Bc)，或采用下述公式来计算更新后的第一容器容量：

Bc(Stamp1)＝min{(Bc(StampC)+ByteC),CBS}，其中，上述公式中，Bc(Stamp1)表示当前时间(Stamp1)下计算的更新后的第一容器容量(Bc)，Bc(StampC)表示从第二统计功能表中获取的第一容器容量(Bc)。

可选的，所述B中的更新第二统计功能表中的第一容器填写时间(StampC)包括：将第一统计器ID对应的第一容器填写时间(StampC)和第一容器遍历填写间隔(TimeC)求和，所得的值作为更新后的第一容器填写时间(StampC)。

可选的，所述B中的更新第二统计功能表中的第二容器容量(Be)包括：将第一统计器ID对应的第二容器容量(Be)和第二容器遍历填写字节数(ByteE)求和，所得的值作为更新后的第二容器容量(Be)，或采用下述公式来计算更新后的第二容器容量：

其中，上述公式中，Be(Stamp1)表示当前时间(Stamp1)下计算的更新后的第二容器容量(Be)，Be(StampE)表示从第二统计功能表中获取的第二容器容量(Be)，Oc表示第一容器剩余报文可给第二容器用的字节数，Bc(StampC)表示从第二统计功能表中获取的第一容器容量(Bc)。

可选的，所述B中的更新第二统计功能表中的第二容器填写时间(StampE)包括：将第一统计器ID对应的第二容器填写时间(StampE)和第二容器遍历填写间隔(TimeE)求和，所得的值作为更新后的第二容器填写时间(StampE)。

可选的，所述D中的更新第二统计功能表中的第一容器容量(Bc)包括：根据当前时间(Stamp1)与第一容器填写时间(StampC)的时间差、和第一容器报文填写基准(ByteC2)，利用加法器处理获得第一容器的报文填写字节数；将第二统计器ID对应的第一容器容量(Bc)和获得的第一容器的报文填写字节数求和，所得的值作为更新后的第一容器容量(Bc)；或采用下述公式来计算更新后的第一容器容量：

其中，上述公式中，Bc(Stamp1)表示当前时间(Stamp1)下计算的更新后的第一容器容量(Bc)，Bc(StampC)表示从第二统计功能表中获取的第一容器容量(Bc),表示通过加法器处理获得的第一容器的报文填写字节数，TC2为第二统计器ID的报文填写基准时长。

可选的，所述D中的更新第二统计功能表中的第一容器填写时间(StampC)包括：根据当前时间(Stamp1)与第一容器填写时间(StampC)的时间差、和第一容器报文填写基准(ByteC2)，计算获得第一容器报文填写时长；将第一容器填写时间(StampC)与获得的第一容器报文填写时长求和，所得的值作为更新后的第一容器填写时间(StampC)。

可选的，所述D中的更新第二统计功能表中的第二容器容量(Be)包括：根据当前时间(Stamp1)与第二容器填写时间(StampE)的时间差、和第二容器报文填写基准(ByteE2)，利用加法器处理获得第二容器的报文填写字节数；将第二统计器ID对应的第二容器容量(Be)和获得的第二容器的报文填写字节数求和，所得的值作为更新后的第二容器容量(Be)；或采用下述公式来计算更新后的第二容器容量：

其中，上述公式中，Be(Stamp1)表示当前时间(Stamp1)下计算的更新后的第二容器容量(Be)，Be(StampE)表示从第二统计功能表中获取的第二容器容量(Be)，表示通过加法器处理获得的第二容器的报文填写字节数，TC2为第二统计器ID的报文填写基准时长，Oc表示第一容器剩余报文可给第二容器用的字节数，Bc(StampC)表示从第二统计功能表中获取的第一容器容量(Bc)，表示通过加法器处理获得的第一容器的报文填写字节数。

可选的，所述D中的更新第二统计功能表中的第二容器填写时间(StampE)包括：根据当前时间(Stamp1)与第二容器填写时间(StampE)的时间差、和第二容器报文填写基准(ByteE2)，计算获得第二容器报文填写时长；将第二容器填写时间(StampE)与获得的第二容器报文填写时长求和，所得的值作为更新后的第二容器填写时间(StampE)。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种基于TSN网络下的报文处理方法，具备以下有益效果：

本发明在遍历填写时间与报文处理时间均实现了容器的容量的实时的、动态的更新，使得容器容量适配报数量调整，降低了不匹配下的报文的丢弃率，从而能够提高报文的通过率；另一方面，基于遍历填写时间与报文处理时间均实现了填写时间的实时的、动态的更新，可以提高填写的及时性；提高了报文的通过率和填写的及时性，进而提高了TSN网络的实时性，并且，采用了加法器实现各流统计器的每个容器的填写，可以降低填写的运算量，实现低成本的高效且及时的填写，从而进一步提高了TSN网络的实时性。

附图说明

图1为本申请实施例提供的车辆中对TSN流进行过滤、监管的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的TSN网络的统计时的工作时序图；

图3为本申请实施例提供的基于TSN网络下的报文处理方法的流程图；

图4为图3中的步骤S200具体包括的流程图；

图5为图3中的步骤S400具体包括的流程图；

图6为图3中的步骤S500具体包括的流程图；

图7为本申请实施例提供的基于TSN网络下的报文处理装置的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的电子装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

如图1-8所示，本发明一个实施例提出的一种基于TSN网络下的报文处理方法，

1)时间敏感网络(Time-Sensitive Networking，TSN)：TSN是在非确定性的以太网中实现确定性的最小时间延时的协议族，是IEEE 802.1工作组中的TSN工作组开发的一套协议标准，定义了以太网数据传输的时间敏感机制，为标准以太网增加了确定性和可靠性，以确保数据实时、确定和可靠地传输。

其中，逐流过滤和监管(Per-Stream Filtering and Policing，PSFP)框架在TSN提出的802.1QCI协议中提出，通过PSFP对到达报文提供流过滤和监管功能，来防止流量过载；如图1中示出的PSFP框架所包含的组件包括流过滤器(stream filter)、流门控(streamgate)和流统计器(stream meter)。

2)容器(Token Bucket)：本申请中容器是一个用于存放报文的容器，预先设定一定的容量；系统按设定的速率向该容器中放置报文，当容器中报文满时，多余的报文溢出。

本申请中，容器采用了双容器结构，包括第一容器和第二容器；其中，第一容器容量为承诺突发尺寸(Committed Burst Size，CBS)，第二容器的容量为超出突发尺寸(Excess Burst Size，EBS)，报文的产生速率为承诺信息速率(Committed InformationRate，CIR)；所产生的报文通常是先往第一容器中添加，等第一容器满了，再往第二容器中添加，当两容器都被填满时，新产生的报文将会被丢弃。

本申请中，向容器中添加报文的过程称为填写过程，容器中的报文被发送并从该容器中删除的过程称为取出过程。

3)承诺信息速率(Committed Information Rate，CIR)：表示向容器中投放报文的速率，即容器允许传输或转发报文的平均速率每秒可通过的速率，单位为Kbps(以bit位为单位)。

4)承诺突发尺寸(Committed Burst Size，CBS)：即每次突发所允许的最大的流量尺寸；设置的突发尺寸必须大于最大报文长度，单位为byte(字节)。

本申请中，CBS表示为第一容器的容量(Bc)，即第一容器瞬间能够通过的承诺突发流量。

5)超出突发尺寸(Excess Burst Size，EBS)：即瞬间能够通过的超出突发流量。

本申请中，EBS表示为第二容器的容量(Be)，即第二容器瞬间能够通过的超出突发流量。

6)耦合标识(Coupling Flag，CF)：取值为0或1，本申请中用于表示第一容器剩余报文可否给第二容器用。

7)模式标识(Color Mode，CM)：当报文具有模式标识参数且流统计器配置了模式标识时，按照到达报文中的模式标识参数选择相应标识的容器对报文进行统计。

本申请中，当报文具有模式标识参数且流统计器配置了模式标识时，到达报文中的模式标识参数为无模式(no Service Frame Color)或第一模式、流统计器的模式标识(CM)为盲模式(Color-Blind)，盲模式表示不判别报文的模式标识。

8)遍历填写间隔(Time)：Time的值与遍历周期与报文处理时间的时长和的任一整数倍的时长匹配，取值可为在遍历周期与报文处理时间的时长和的任一整数倍的时长左右，例如，一遍历处理周期与一报文处理时间的时长和为8.192ns时，则Time可取为8.192取整后(取整后为8ns)的任一非0自然数的整数倍，如8ns(8ns为推荐值)、16ns、24ns等。

本申请中，第一容器遍历填写间隔以TimeC表示、第二容器遍历填写间隔以TimeE表示。

9)遍历填写字节数(Byte)：为容器的CIR与容器遍历填写间隔的乘积换算的字节数。

本申请中，第一容器遍历填写字节数以ByteC表示，为第一容器CIR与第一容器TimeC的乘积换算的字节数；第二容器遍历填写字节数以ByteE表示，为第二容器CIR与第二容器TimeE的乘积换算的字节数。

10)报文填写基准(Byte_2)：为容器CIR与报文填写基准时长的乘积换算的字节数。

本申请中，第一容器报文填写基准以ByteC2表示、第二容器报文填写基准以ByteE2表示。

11)报文填写基准时长(TC)：取值可为一遍历填写时间和一个报文处理时间的和最接近值的2幂次方，例如，当遍历周期与报文处理时间的时长和为8.192ns时，报文填写基准时长可为8192ns；第一容器与第二容器的报文填写基准时长是相同的。

12)遍历填写时间和报文处理时间：二者交替且周期分布，形成本申请实施例提供的TSN网络的统计时的工作时序。

如图2示出了TSN网络的统计时的工作时序图，每个遍历填写时间占用至少一个时钟周期(SYS_CLK)，每个报文处理时间占用至少一个时钟周期(SYS_CLK)，相邻的一遍历填写时间与一报文处理时间构成一统计周期(SOC_CLK)，其中，图2的例子中的遍历填写时间与报文处理时间均为占用一个时钟周期。

13)统计功能表：本申请中，所设置的统计功能表的每个表项对应一个流统计器，不同的表项使用不同的统计器标识(Meter ID)索引，每个统计器ID对应一流统计器。

本申请中，TSN网络中每个流的统计由其对应的流统计器实现；统计功能表的每个表项包括其对应的流统计器的带宽配置参数、其对应的流统计器的各容器的容量和更新时间；具体的，本申请中统计功能表包括第一统计功能表和第二统计功能表，两表具有相同的表项数，且表项索引相同。

其中，第一统计功能表用于存储每个流统计器的容器(容器包括第一容器和第二容器)的带宽配置参数，这些带宽配置参数可以包括至少以下之一：第一容器承诺突发尺寸(CBS)、第一容器遍历填写间隔(TimeC)、第一容器遍历填写字节数(ByteC)、第一容器报文填写基准(ByteC2)、第二容器超出突发尺寸(EBS)、第二容器遍历填写间隔(TimeE)、第二容器遍历填写字节数(ByteE)、第二容器报文填写基准(ByteE2)、耦合标识(CF)、模式标识(CM)。这些带宽配置参数可以根据TSN网络的调度策略生成。

其中，第二统计功能表可用于存储每个流统计器的容器(容器包括第一容器和第二容器)深度及填写时间等参数，这些参数可以包括至少以下之一：第一容器容量(Bc)、第二容器容量(Be)、第一容器填写时间(StampC)和第二容器填写时间(StampE)。

本申请实施例提供的基于TSN网络下的报文处理方法，包括遍历填写时间和报文处理时间，遍历填写时间和报文处理时间交替且周期分布，在每个遍历填写时间中，在一统计器ID对应的一容器的上次填写时间与当前时间的时间差大于相应的遍历填写间隔时，根据该统计器ID对应的带宽配置参数更新该统计器ID的对应的所述容器的容量和填写时间；并且，在每个报文处理时间中，根据一统计器ID的带宽配置参数和当前时间，更新该统计器ID对应的容器的容量和填写时间；并且，在每个报文处理时间中，还根据统计器ID的对应的容器容量对所述报文进行统计。由上，本申请可实现容器的容量和填写时间能更及时的更新，从而提高报文的通过率及填写的及时性，从而提高了TSN网络的实时性。下面，参见各个附图，对本申请提供的基于TSN网络下的报文处理方法进行详细介绍。

图3示出了本申请实施例提供的一种基于TSN网络下的报文处理方法的流程图，该实施例中，将结合第一统计器ID和第二统计器ID为例进行说明，其中，第一统计器ID为任一流统计器的ID，第二统计器ID为任一到达报文对应流统计器的ID。下面参见图3对该实施例示出的基于TSN网络下的报文处理方法进行详细介绍，包括下述步骤S100-S500，其中步骤S100-S200对应遍历填写时间，步骤S300-S500对应报文处理时间。

S100：在如图2示出的一遍历填写时间中，获取当前时间(Stamp1)、一第一统计器ID在第一统计功能表中对应的带宽配置参数、该第一统计器ID在第二统计功能表中对应的参数。

本步骤中，获取的第一统计器ID在第一统计功能表中对应的带宽配置参数可包括：第一容器遍历填写间隔(TimeC)、第一容器遍历填写字节数(ByteC)、第一容器承诺突发尺寸(CBS)、第二容器遍历填写间隔(TimeE)、第二容器遍历填写字节数(ByteE)、耦合标识(CF)、第二容器超出突发尺寸(EBS)。

本步骤中，获取的第一统计器ID在第二统计功能表中对应的参数可包括：第一容器填写时间(StampC)、第一容器容量(Bc)、第二容器填写时间(StampE)、第二容器容量(Be)。

S200：判断当前时间(Stamp1)与获得的第一统计器ID的第一容器填写时间(StampC)/第二容器填写时间(StampE)的时间差大于等于第一容器遍历填写间隔(TimeC)/第二容器遍历填写间隔(TimeE)时，根据第一统计功能表与第二统计功能表中的参数更新该第二统计功能表中对应的参数。

其中，第一容器填写时间(StampC)和第二容器填写时间(StampE)记录于所述第二统计功能表中，第一容器遍历填写间隔(TimeC)和第二容器遍历填写间隔(TimeE)记录于所述第一统计功能表中。

如题4所示，本步骤具体可包括以下步骤S205-S235：

S205：判断当前时间(Stamp1)与第一统计器ID对应的第一容器填写时间(StampC)的时间差大于等于该第一统计器ID对应的第一容器遍历填写间隔(TimeC)时，执行下一步，否则执行步骤S220。

S210：将第一统计器ID对应的第一容器容量(Bc)和第一容器遍历填写字节数(ByteC)求和，所得的值作为更新后的第一容器容量(Bc)。

在其他一些实施例中，还可采用下述公式来计算更新后的第一容器容量：

Bc(Stamp1)＝min{(Bc(StampC)+ByteC),CBS}

其中，上述公式中，Bc(Stamp1)表示当前时间(Stamp1)下计算的更新后的第一容器容量(Bc)，Bc(StampC)表示从第二统计功能表中获取的第一容器容量(Bc)。

S215：将第一统计器ID对应的第一容器填写时间(StampC)和第一容器遍历填写间隔(TimeC)求和，所得的值作为更新后的第一容器填写时间(StampC)。

S220：判断当前时间(Stamp1)与第一统计器ID对应的第二容器填写时间(StampE)的时间差大于等于第二容器遍历填写间隔(TimeE)时，执行下一步，否则执行步骤S235。

S225：将第一统计器ID对应的第二容器容量(Be)和第二容器遍历填写字节数(ByteE)求和，所得的值作为更新后的第二容器容量(Be)。

在其他一些实施例中，还可采用下述公式来计算更新后的第二容器容量：

其中，上述公式中，Be(Stamp1)表示当前时间(Stamp1)下计算的更新后的第二容器容量(Be)，Be(StampE)表示从第二统计功能表中获取的第二容器容量(Be)，Oc表示第一容器剩余报文可给第二容器用的字节数，Bc(StampC表示从第二统计功能表中获取的第一容器容量(Bc)。

S230：将第一统计器ID对应的第二容器填写时间(StampE)和第二容器遍历填写间隔(TimeE)求和，所得的值作为更新后的第二容器填写时间(StampE)。

S235：将步骤S210得到的更新后的第一容器容量(Bc)、步骤S215得到的更新后的第一容器填写时间(StampC)、步骤S225得到的更新后的第二容器容量(Be)、步骤S230得到的更新后的第二容器填写时间(StampE)写入第一统计器ID在第二统计功能表中对应的参数项，即更新这些参数。

S300：在如图2示出的一报文处理时间中，获取当前时间(Stamp1)、一第二统计器ID在第一统计功能表中对应的带宽配置参数、第二统计器ID在第二统计功能表中对应的参数；其中第二统计器ID为一到达报文对应的流统计器ID。

本步骤中，获取的第二统计器ID在第一统计功能表中对应的带宽配置参数可包括：第一容器报文填写基准(ByteC2)、第二容器报文填写基准(ByteE2)。

本步骤中，获取的第二统计器ID在第二统计功能表中对应的参数可包括：第一容器填写时间(StampC)、第一容器容量(Bc)、第二容器填写时间(StampE)、第二容器容量(Be)。

S400：根据当前时间(Stamp1)与获得的第二统计器ID的第一容器填写时间(StampC)/第二容器填写时间(StampE)的时间差、和第一容器报文填写基准(ByteC2)/第二容器报文填写基准(ByteE2)，更新该第二统计功能表中对应的参数。

其中，第一容器填写时间(StampC)和第二容器填写时间(StampE)记录于所述第二统计功能表中，第一容器报文填写基准(ByteC2)/第二容器报文填写基准(ByteE2)记录于所述第一统计功能表中。

如图5所示，本步骤具体可包括以下步骤S405-S445：

S405：根据当前时间(Stamp1)与第一容器填写时间(StampC)的时间差、和第一容器报文填写基准(ByteC2)，利用加法器处理获得第一容器的报文填写字节数；本步骤具体如下：

首先，计算当前时间(Stamp1)与第一容器填写时间(StampC)的时间差，并以二进制(a_n-1a_n-2a_n-3…a₀)₂表示，其中，n-1为二进制编码的最高位；例如时间差为4200ns以二进制表示为(0001000001101000)₂，n-1＝12。

然后，对于a_i，将第一容器报文填写基准(ByteC2)的二进制编码向右移动m-i位得到b_i，i＝n-1、n-2、…、0，并把各b_i的和作为第一容器的报文填写字节数，其中第二统计器ID的报文填写基准时长为2的m次方。

例如，第一容器报文填写基准(ByteC2)为329字节，也就是0x149，二进制表示为(000101001001)₂，第二统计器ID的报文填写基准时长为2的13次方,当前时间(Stamp1)与第一容器填写时间(StampC)的时间差二进制后为(0001000001101000)₂；分别对0x149进行向右移动1位得到0xa5，向右移动7位得到0x2，向右移动8位得到0x1，向右移动10位得到0x0；把0xa5、0x2、0x1、0x0相加得到168，也就是第一容器的报文填写字节数为168字节。

其中，利用加法器实现各流统计器的每个容器的填写，可以降低填写的运算量，实现低成本的高效且及时的填写，从而进一步提高了TSN网络的实时性。

S410：将第二统计器ID对应的第一容器容量(Bc)和步骤S405获得的第一容器的报文填写字节数求和，所得的值作为更新后的第一容器容量(Bc)。

S415：根据当前时间(Stamp1)与第一容器填写时间(StampC)的时间差、和第一容器报文填写基准(ByteC2)，计算获得第一容器报文填写时长。

在其他一些实施例中，还可以采用其他方式计算第一容器报文填写时长，如：通过异或求余获得二进制相除的余数的方法，获得当前时间(Stamp1)与第一容器填写时间(StampC)的时间差除以第一容器报文填写时长的余数，然后将所述时间差减去该余数得到的值作为第一容器报文填写时长。

S420：将第一容器填写时间(StampC)与步骤S415获得的第一容器报文填写时长求和，所得的值作为更新后的第一容器填写时间(StampC)。

S425：根据当前时间(Stamp1)与第二容器填写时间(StampE)的时间差、和第二容器报文填写基准(ByteE2)，利用加法器处理获得第二容器的报文填写字节数。其中，本步骤可参考步骤S405，不再赘述。

S430：将第二统计器ID对应的第二容器容量(Be)和步骤S425获得的第二容器的报文填写字节数求和，所得的值作为更新后的第二容器容量(Be)。

S435：根据当前时间(Stamp1)与第二容器填写时间(StampE)的时间差、和第二容器报文填写基准(ByteE2)，计算获得第二容器报文填写时长。

在其他一些实施例中，还可以采用其他方式计算第一容器报文填写时长，如：通过异或求余获得二进制相除的余数的方法，获得当前时间(Stamp1)与第二容器填写时间(StampE)的时间差除以第二容器报文填写时长的余数，然后将所述时间差减去该余数得到的值作为第二容器报文填写时长。

S440：将第二容器填写时间(StampE)与步骤S435获得的第二容器报文填写时长求和，所得的值作为更新后的第二容器填写时间(StampE)。

S445：将步骤S410得到的更新后的第一容器容量(Bc)、步骤S420得到的更新后的第一容器填写时间(StampC)、步骤S430得到的更新后的第二容器容量(Be)、步骤S440得到的更新后的第二容器填写时间(StampE)写入第二统计器ID在第二统计功能表中对应的参数项，即更新这些参数。

S500：在一报文处理时间中，还根据到达报文的长度和第二统计器ID相应的第一容器容量(Bc)/第二容器容量(Be)对报文进行统计，并当报文统计通过时，从相应的第一容器容量(Bc)/第二容器容量(Be)中减去该报文的长度。

如图6所示，本步骤具体可包括以下步骤S505-S525：

S505：在报文处理时间中，获得当前时间到达报文，以及用于统计所述报文的流统计器所对应的第二统计器ID。

S510：判断所述到达报文的长度是否不大于所述第二统计器ID对应的当前第一容器容量(Bc)，若是则执行下一步，否则执行步骤S520。

S515：将所述到达报文从第二统计器ID的对应的第一容器通过，并将该到达报文模式标识参数设置为第一模式标识，并对第二统计器ID的第一容器进行报文取出。其中，报文取出后的第一容器容量(Bc)为取出前的第一容器容量(Bc)减去该到达报文长度得到的差值。

S520：判断所述到达报文的长度是否不大于第二统计器ID对应的当前第二容器容量(Be)，若是则执行下一步，否则丢弃该到达报文，并将该到达报文模式标识参数设置为第三模式标识。

S525：将所述到达报文从第二统计器ID的对应的第二容器通过，并将该到达报文模式标识参数设置为第二模式标识，并对第二统计器ID的第二容器进行报文取出。其中，报文取出后的第二容器容量(Be)为取出前的第二容器容量(Be)减去该到达报文长度得到的差值。

如图7所示，本申请还提供了相应的一种基于TSN网络下的报文处理装置的实施例，关于该装置的有益效果或解决的技术问题，可以参见与该装置对应的上述方法中的描述，此处不再赘述；在该基于TSN网络下的报文处理装置的实施例中，该装置包括：

第一获取单元10，用于在遍历填写时间中，获取当前时间、第一统计器ID在第一统计功能表中对应的带宽配置参数、第一统计器ID在第二统计功能表中对应的参数；其中，所述在第一统计功能表中对应的参数包括：第一容器遍历填写间隔(TimeC)、第一容器遍历填写字节数(ByteC)、第一容器承诺突发尺寸(CBS)、第二容器遍历填写间隔(TimeE)、第二容器遍历填写字节数(ByteE)、耦合标识(CF)和第二容器超出突发尺寸(EBS)；所述在第二统计功能表中对应的参数包括：第一容器填写时间(StampC)、第一容器容量(Bc)、第二容器填写时间(StampE)和第二容器容量(Be)；

第一更新单元20，用于判断当前时间与获取的所述第一统计器ID的第一容器填写时间(StampC)的时间差大于等于第一容器遍历填写间隔(TimeC)时，根据第一统计功能表与第二统计功能表中的参数更新第二统计功能表中的第一容器填写时间(StampC)和第一容器容量(Bc)；以及，判断当前时间与获取的所述第一统计器ID的第二容器填写时间(StampE)的时间差大于等于第二容器遍历填写间隔(TimeE)时，根据第一统计功能表与第二统计功能表中的参数更新第二统计功能表中的第二容器填写时间(StampE)和第二容器容量(Be)；

第二获取单元30，用于在报文处理时间中，获取当前时间、第二统计器ID在第一统计功能表中对应的带宽配置参数、第二统计器ID在第二统计功能表中对应的参数；

第二更新单元40，用于根据当前时间(Stamp1)与获得的第二统计器ID的第一容器填写时间(StampC)的时间差、和第一容器报文填写基准(ByteC2)，更新第二统计功能表中的第一容器填写时间(StampC)和第一容器容量(Bc)；以及，根据当前时间(Stamp1)与获得的第二统计器ID的第二容器填写时间(StampE)的时间差、和第二容器报文填写基准(ByteE2)，更新第二统计功能表中的第二容器填写时间(StampE)和第二容器容量(Be)。

统计单元50，用于在报文处理时间中，根据到达报文的长度和第二统计器ID相应的第一容器容量(Bc)对报文进行统计，并当报文统计通过时，从相应的第一容器容量(Bc)中减去该报文的长度；以及，根据到达报文的长度和第二统计器ID相应的第二容器容量(Be)对报文进行统计，并当报文统计通过时，从相应的第二容器容量(Be)中减去该报文的长度。

本申请实施例还提供了一种PSFP框架，包括：流过滤器、流门控和流统计器；其中，所述流统计器用于实现上述基于TSN网络下的报文处理方法，或其中的各可选实施例。

本申请实施例还提供了一种电子装置，包括：处理器，以及存储器，其上存储有程序指令，程序指令当被处理器执行时使得处理器执行上述基于TSN网络下的报文处理方法，或其中的各可选实施例。图8是本申请实施例提供的一种电子装置的结构性示意性图。该电子装置包括：处理器81、存储器82。

应理解，图8中所示的电子装置中还可包括通信接口83，可以用于与其他设备之间进行通信。

其中，该处理器81可以与存储器82连接。该存储器82可以用于存储该程序代码和数据。因此，该存储器82可以是处理器81内部的存储单元，也可以是与处理器81独立的外部存储单元，还可以是包括处理器81内部的存储单元和与处理器81独立的外部存储单元的部件。

可选的，电子装置还可以包括总线。其中，存储器82、通信接口83可以通过总线与处理器81连接。总线可以是外设部件互连标准(Peripheral Component Interconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry Standard Architecture，EISA)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。

应理解，在本申请实施例中，该处理器81可以采用中央处理单元(centralprocessing unit，CPU)。该处理器还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(digitalsignal processor，DSP)、专用集成电路(Application specific integrated circuit，ASIC)、现成可编程门矩阵(field programmable gate Array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等；或者该处理器81采用一个或多个集成电路，用于执行相关程序，以实现本申请实施例所提供的技术方案。

该存储器82可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器81提供指令和数据。处理器81的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，处理器81还可以存储设备类型的信息。

在电子装置运行时，所述处理器81执行所述存储器82中的程序指令执行上述方法或其中的各可选实施例的操作步骤。

应理解，根据本申请实施例的电子装置可以对应于执行根据本申请各实施例的方法中的相应主体，并且电子装置中的各个模块的上述和其它操作和/或功能分别为了实现本实施例各方法的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现；例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行；另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中；基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤；而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时用于执行上述方法，该方法包括上述各个实施例所描述的方案中的至少之一。

本申请实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合；计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质；计算机可读存储介质例如可以是，但不限于，电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合；计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合；在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码；这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合；计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括、但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本申请操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言；程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行；在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

其中，说明书和权利要求书中的词语“第一、第二、第三等”或模块A、模块B、模块C等类似用语，仅用于区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。

在以上的描述中，所涉及的表示步骤的标号，如S110、S120……等，并不表示一定会按此步骤执行，在允许的情况下可以互换前后步骤的顺序，或同时执行。

说明书和权利要求书中使用的术语“包括”不应解释为限制于其后列出的内容；它不排除其它的元件或步骤；因此，其应当诠释为指定所提到的所述特征、整体、步骤或部件的存在，但并不排除存在或添加一个或更多其它特征、整体、步骤或部件及其组群；因此，表述“包括装置A和B的设备”不应局限为仅由部件A和B组成的设备。

本说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意味着与该实施例结合描述的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在本说明书各处出现的用语“在一个实施例中”或“在实施例中”并不一定都指同一实施例，但可以指同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，能够以任何适当的方式组合各特定特征、结构或特性，如从本公开对本领域的普通技术人员显而易见的那样。

注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请的构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，均属于本申请的保护范畴。

Claims

1.一种基于TSN网络下的报文处理方法，包括交替出现的遍历填写时间和报文处理时间，其特征在于：该方法还包括

A、在遍历填写时间中，获取当前时间、第一统计器ID在第一统计功能表中对应的带宽配置参数、第一统计器ID在第二统计功能表中对应的参数；其中，所述在第一统计功能表中对应的参数包括：第一容器遍历填写间隔、第一容器遍历填写字节数、第一容器承诺突发尺寸、第二容器遍历填写间隔、第二容器遍历填写字节数、耦合标识和第二容器超出突发尺寸；所述在第二统计功能表中对应的参数包括：第一容器填写时间、第一容器容量、第二容器填写时间和第二容器容量；

B、判断当前时间与获取的所述第一统计器ID的第一容器填写时间的时间差大于等于第一容器遍历填写间隔时，根据第一统计功能表与第二统计功能表中的参数更新第二统计功能表中的第一容器填写时间和第一容器容量；以及，判断当前时间与获取的所述第一统计器ID的第二容器填写时间的时间差大于等于第二容器遍历填写间隔时，根据第一统计功能表与第二统计功能表中的参数更新第二统计功能表中的第二容器填写时间和第二容器容量；

D、根据当前时间与获得的第二统计器ID的第一容器填写时间的时间差、和第一容器报文填写基准，更新第二统计功能表中的第一容器填写时间和第一容器容量；以及，根据当前时间与获得的第二统计器ID的第二容器填写时间的时间差、和第二容器报文填写基准，更新第二统计功能表中的第二容器填写时间和第二容器容量。

2.根据权利要求1所述的一种基于TSN网络下的报文处理方法，其特征在于：该方法还包括，

E、在报文处理时间中，根据到达报文的长度和第二统计器ID相应的第一容器容量对报文进行统计，并当报文统计通过时，从相应的第一容器容量中减去该报文的长度；以及，根据到达报文的长度和第二统计器ID相应的第二容器容量对报文进行统计，并当报文统计通过时，从相应的第二容器容量中减去该报文的长度。

3.根据权利要求1所述的一种基于TSN网络下的报文处理方法，其特征在于：所述B中的更新第二统计功能表中的第一容器容量包括：

将第一统计器ID对应的第一容器容量和第一容器遍历填写字节数求和，所得的值作为更新后的第一容器容量，或

采用下述公式来计算更新后的第一容器容量：

Bc(Stamp1)＝min{(Bc(StampC)+ByteC),CBS}

其中，上述公式中，Bc(Stamp1)表示当前时间下计算的更新后的第一容器容量，Bc(StampC)表示从第二统计功能表中获取的第一容器容量，ByteC表示第一容器遍历填写字节数，CBS表示第一容器承诺突发尺寸。

4.根据权利要求1所述的一种基于TSN网络下的报文处理方法，其特征在于：所述B中的更新第二统计功能表中的第一容器填写时间包括：

将第一统计器ID对应的第一容器填写时间和第一容器遍历填写间隔求和，所得的值作为更新后的第一容器填写时间。

5.根据权利要求1所述的一种基于TSN网络下的报文处理方法，其特征在于：所述B中的更新第二统计功能表中的第二容器容量包括：

将第一统计器ID对应的第二容器容量和第二容器遍历填写字节数求和，所得的值作为更新后的第二容器容量，或

采用下述公式来计算更新后的第二容器容量：

其中，上述公式中，Be(Stamp1)表示当前时间下计算的更新后的第二容器容量，Be(StampE)表示从第二统计功能表中获取的第二容器容量，ByteE表示第二容器遍历填写字节数，CF表示耦合标识，EBS表示第二容器超出突发尺寸，Oc表示第一容器剩余报文可给第二容器用的字节数，Bc(StampC)表示从第二统计功能表中获取的第一容器容量，ByteC表示第一容器遍历填写字节数，CBS表示第一容器承诺突发尺寸。

6.根据权利要求1所述的一种基于TSN网络下的报文处理方法，其特征在于：所述B中的更新第二统计功能表中的第二容器填写时间包括：

将第一统计器ID对应的第二容器填写时间和第二容器遍历填写间隔求和，所得的值作为更新后的第二容器填写时间。

7.根据权利要求1所述的一种基于TSN网络下的报文处理方法，其特征在于：所述D中的更新第二统计功能表中的第一容器容量包括：

根据当前时间与第一容器填写时间的时间差、和第一容器报文填写基准，利用加法器处理获得第一容器的报文填写字节数；将第二统计器ID对应的第一容器容量和获得的第一容器的报文填写字节数求和，所得的值作为更新后的第一容器容量；或

采用下述公式来计算更新后的第一容器容量：

其中，上述公式中，Bc(Stamp1)表示当前时间下计算的更新后的第一容器容量，Bc(StampC)表示从第二统计功能表中获取的第一容器容量，表示通过加法器处理获得的第一容器的报文填写字节数，ByteC2表示第一容器报文填写基准，Stamp1表示当前时间，StampC表示第一容器填写时间，TC2为第二统计器ID的报文填写基准时长，CBS表示第一容器承诺突发尺寸。

8.根据权利要求1所述的一种基于TSN网络下的报文处理方法，其特征在于：所述D中的更新第二统计功能表中的第一容器填写时间包括：

根据当前时间与第一容器填写时间的时间差、和第一容器报文填写基准，计算获得第一容器报文填写时长；

将第一容器填写时间与获得的第一容器报文填写时长求和，所得的值作为更新后的第一容器填写时间。

9.根据权利要求1所述的一种基于TSN网络下的报文处理方法，其特征在于：所述D中的更新第二统计功能表中的第二容器容量包括：

根据当前时间与第二容器填写时间的时间差、和第二容器报文填写基准，利用加法器处理获得第二容器的报文填写字节数；将第二统计器ID对应的第二容器容量和获得的第二容器的报文填写字节数求和，所得的值作为更新后的第二容器容量；或

采用下述公式来计算更新后的第二容器容量：

其中，上述公式中，Be(Stamp1)表示当前时间下计算的更新后的第二容器容量，Be(StampE)表示从第二统计功能表中获取的第二容器容量，表示通过加法器处理获得的第二容器的报文填写字节数，ByteE2表示第二容器报文填写基准，Stamp1表示当前时间，StampE表示第二容器填写时间，TC2为第二统计器ID的报文填写基准时长，CF表示耦合标识，EBS表示第二容器超出突发尺寸，Oc表示第一容器剩余报文可给第二容器用的字节数，Bc(StampC)表示从第二统计功能表中获取的第一容器容量，表示通过加法器处理获得的第一容器的报文填写字节数，ByteC2表示第一容器报文填写基准，StampC表示第一容器填写时间，CBS表示第一容器承诺突发尺寸。

10.根据权利要求1所述的一种基于TSN网络下的报文处理方法，其特征在于：所述D中的更新第二统计功能表中的第二容器填写时间包括：

根据当前时间与第二容器填写时间的时间差、和第二容器报文填写基准，计算获得第二容器报文填写时长；

将第二容器填写时间与获得的第二容器报文填写时长求和，所得的值作为更新后的第二容器填写时间。