CN117376452A - 一种报文处理方法及tsn节点 - Google Patents

Abstract

本公开实施例公开了一种报文处理方法及TSN节点，该方法包括：TSN节点接收IP报文；在IP报文进入网络驱动层时或IP报文进入网络驱动层之前，根据IP报文的关键特征为IP报文增加VLAN Tag，VLAN Tag为IP报文的传输标识。本公开实施例公开的报文处理方法及TSN节点，可增加TSN网络在复杂网络环境的适用性。

Description

一种报文处理方法及TSN节点

技术领域

本公开涉及但不仅限于计算机领域，尤指一种报文处理方法及TSN节点。

背景技术

时延敏感网络(Time-Sensitive Networking，简称TSN)逐渐应用到工业领域和航空航天领域中。TSN是一种基于以太网的实时通信技术，旨在提供对实时数据传输和网络控制的支持。

发明内容

本公开实施例提供了一种报文处理方法，包括：

TSN节点接收IP报文；

在所述IP报文进入网络驱动层时或所述IP报文进入网络驱动层之前，根据所述IP报文的关键特征为所述IP报文增加VLAN Tag，所述VLAN Tag为所述IP报文的传输标识。

本公开实施例还提供了一种TSN节点，包括存储器和处理器，存储器用于存储执行指令；处理器调用所述执行指令，用于执行任一实施例所述的报文处理方法。

本公开至少一个实施例提供的报文处理方法及TSN节点，与现有技术相比，具有以下有益效果：

通过TSN节点在网络驱动层或网络驱动层之前为不同的帧增加不同的VLAN Tag，使进入TSN网络中的流量从源节点就带有VLAN Tag，增加TSN网络在复杂网络环境的适用性。

本公开的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本公开而了解。本公开的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本公开技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本公开的实施例一起用于解释本公开的技术方案，并不构成对本公开技术方案的限制。

图1为现有的操作系统中网络数据的传输的流程示意图；

图2为本公开实施例提供的报文处理方法的流程图；

图3为本公开实施例提供的操作系统中网络数据的传输的流程示意图；

图4为本公开实施例提供的TSN节点的结构示意图。

具体实施方式

本公开描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本公开所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。

本公开包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本公开已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的发明方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它发明方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的发明方案。因此，应当理解，在本公开中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。

此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本公开实施例的精神和范围内。

图1为现有的操作系统中网络数据的传输的流程示意图，如图1所示，操作系统可以以TSN节点系统为例，TSN节点系统中基于TSN协议策略实现网络数据的传输。TSN协议策略基于IEEE 802.1Q虚拟局域网络标签(VLAN Tag，可简称网络标签)，在对TSN网络设备建设或是改造原有网络时，为每一类需要采用TSN协议策略应用环境流量按照IEEE 802.1QVLAN Tag规划分配虚拟局域网标识(VLAN ID)与优先级(PCP)。但是流量的生成节点一般是Windows或是Linux系统，Windows或是Linux系统，不单向网络发送关键的业务流量，还会有其它默认协议或是软件发出的传统流量。一般交换机的VLAN是基于端口的，关键的业务流量流入到TSN交换机后，由于IP协议层和网络驱动层对各类流量进行无区别对待，使得关键的业务流量和传统流程拥有同样的VLAN ID与PCP，这会提高低优先级的传统流量的优先级，影响网络数据的传输。

本公开实施例可在TSN节点系统中通过TSN节点在网络驱动层为不同的帧增加不同的网络标签(VLAN Tag)，使进入TSN网络中的流量从源节点就带有优先级，增加TSN网络在复杂网络环境的适用性。

图2为本公开实施例提供的报文处理方法的流程图，如图2所示，报文处理方法可以包括：

S201：TSN节点接收因特网协议(Internet Protocol，简称IP)报文。

S202：在IP报文进入网络驱动层时或IP报文进入网络驱动层之前，根据IP报文的关键特征为IP报文增加VLAN Tag，VLAN Tag为IP报文的传输标识。

TSN节点可在网络驱动层或网络驱动层之前，基于高层协议的特征为以太网流量配置VLAN Tag。通过区分IP报文的关键特征，在网络驱动层或网络驱动层之前为不同的帧配置不同的VLAN Tag，并且在TSN网络中不需要影响已有应用软件，使进入TSN网络中的流量从源节点就带有VLAN Tag，增加了TSN网络在复杂网络环境的适用性。

在本公开一示例实施例中，TSN节点可设置在网络驱动层，在网络驱动层为不同的帧配置不同的VLAN Tag。

在本公开一示例实施例中，TSN节点可设置在IP协议层和网络驱动层之间，在网络驱动层之前为不同的帧配置不同的VLAN Tag。

图3为本公开实施例提供的操作系统中网络数据的传输的流程示意图，如图3所示，可在原有的网卡的驱动程序中增加一名为“VLAN Tag”的中间层，在“VLAN Tag”的中间层为不同的帧配置不同的VLAN Tag，使进入网络驱动层的IP报文带有VLAN Tag，增加了TSN网络在复杂网络环境的适用性。

在本公开一示例实施例中，VLAN Tag可以包括虚拟局域网标识(VLAN ID)和优先级(PCP)中的至少一个；

在VLAN Tag包括虚拟局域网标识和优先级时，配置表中虚拟局域网标识和优先级两个为一组标识关联体，配置表用于记录IP报文的关键特征与每组标识关联体的对应关系。

本公开实施例中，可通过区分IP报文的关键特征，在网络驱动层或网络驱动层之前为不同的帧配置不同的VLAN ID和PCP，使进入TSN网络中的流量从源节点就带有优先级，增加了TSN网络在复杂网络环境的适用性。

本公开实施例提供的报文处理方法，通过TSN节点在网络驱动层或网络驱动层之前为不同的帧增加不同的VLAN Tag，使进入TSN网络中的流量从源节点就带有VLAN Tag，增加TSN网络在复杂网络环境的适用性。

在本公开一示例实施例中，根据IP报文的关键特征为IP报文增加VLAN Tag，可以包括：

根据IP报文的关键特征查找预先建立的配置表，配置表用于记录IP报文的关键特征与VLAN Tag的对应关系；基于配置表确定与IP报文的关键特征匹配的VLAN Tag，将匹配的VLAN Tag增加到IP报文中。

可预先完成用于记录IP报文的关键特征与VLAN Tag对应关系的配置表，表1为配置表的对应信息，如表1所示，可将IP报文中的关键特征(特征信息)与VLAN Tag对应起来，通过查找配置表可确定出与IP报文的关键特征匹配的VLAN Tag。

表1

在本公开一示例实施例中，基于配置表确定与IP报文的关键特征匹配的VLANTag，可以包括：

将IP报文的关键特征与配置表中的关键特征比对，确定IP报文的关键特征与配置表中的关键特征是否相同；在配置表中存在某一关键特征与IP报文的关键特征相同时，将配置表中该关键特征对应的VLAN Tag确定为匹配的VLAN Tag。

基于配置表确定与IP报文的关键特征匹配的VLAN Tag时，可以基于表1所示的配置表，检查IP报文是否符合表中的关键特征，如果符合(在某一项关键特征包括多个特征时，符合指的是该项中每个特征均符合)，则在IP报文发送之前，增加配置表中该关键特征对应的VLAN Tag。如果IP报文不符合配置表中任意的项，则不进行处理。

在本公开一示例实施例中，如表1所示，关键特征可以包括：目的IP、传输层协议号和目的端口，配置表中目的IP、传输层协议号和目的端口三个为一组特征关联体，配置表用于记录每组特征关联体与VLAN Tag的对应关系。

将IP报文的关键特征与配置表中的关键特征比对，确定IP报文的关键特征与配置表中的关键特征是否相同，可以包括：

将IP报文的目的IP、传输层协议号和目的端口与配置表中的每组特征关联体中的目的IP、传输层协议号和目的端口进行一一比对，在配置表中存在某一特征关联体中的目的IP、传输层协议号和目的端口与IP报文的目的IP、传输层协议号和目的端口均一致时，确定配置表中存在某一关键特征与IP报文的关键特征相同。

将IP报文的关键特征与配置表中的关键特征比对时，如表1所示，将IP报文的目的IP、传输层协议号和目的端口与配置表中的每组特征关联体(每项)中的目的IP192.168.2.53、传输层协议号6和目的端口667进行一一比对，在IP报文中的目的IP、传输层协议号和目的端口与配置表中的目的IP192.168.2.53、传输层协议号6和目的端口667均一致时，确定IP报文的关键特征与配置表中的关键特征是否相同，将配置表中目的IP192.168.2.53、传输层协议号6和目的端口667对应的VLAN Tag增加到IP报文中。

在本公开一示例实施例中，如表1所示，VLAN Tag可以包括虚拟局域网标识(VLANID)和优先级(PCP)，在IP报文中的目的IP、传输层协议号和目的端口与配置表中的目的IP192.168.2.53、传输层协议号6和目的端口667均一致时，确定IP报文的关键特征与配置表中的关键特征是否相同，将配置表中目的IP192.168.2.53、传输层协议号6和目的端口667对应的网络标签中的VLAN ID(如表1的2)和PCP(如表1中的5)增加到IP报文中。

在本公开一示例实施例中，IP报文中携带有IP报文的关键特征字段，为IP报文增加VLAN Tag，可以包括：在IP报文的关键特征字段后面的字段中增加VLAN Tag。

在本公开一示例实施例中，为IP报文增加VLAN Tag，可以包括：在IP报文的报文尾部增加VLAN Tag。

本公开实施例提供的报文处理方法，在IP报文进入网络驱动层时或IP报文进入网络驱动层之前，根据IP报文的关键特征为IP报文增加VLAN Tag，可实现在传统网络向TSN网络融合过程中，用户不需修改具体的应用，也能快速融入TSN网络架构中。

图4为本公开实施例提供的TSN节点的结构示意图，如图4所示，本公开实施例提供的TSN节点，包括：存储器41和处理器42。

存储器用于存储执行指令，处理器可以是一个中央处理器(Central ProcessingUnit，简称CPU)，或者是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或者完成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。当TSN节点运行时，处理器与存储器之间通信，处理器调用执行指令，用于执行以下操作：

接收IP报文；

在所述IP报文进入网络驱动层时或所述IP报文进入网络驱动层之前，根据所述IP报文的关键特征为所述IP报文增加VLAN Tag，所述VLAN Tag为所述IP报文的传输标识。

在本公开一示例实施例中，处理器根据所述IP报文的关键特征为所述IP报文增加VLAN Tag，可以包括：

根据所述IP报文的关键特征查找预先建立的配置表，所述配置表用于记录IP报文的关键特征与VLAN Tag的对应关系；

基于所述配置表确定与所述IP报文的关键特征匹配的VLAN Tag，将匹配的VLANTag增加到所述IP报文中。

在本公开一示例实施例中，处理器基于所述配置表确定与所述IP报文的关键特征匹配的VLAN Tag，可以包括：

将所述IP报文的关键特征与所述配置表中的关键特征比对，确定所述IP报文的关键特征与所述配置表中的关键特征是否相同；在所述配置表中存在某一关键特征与所述IP报文的关键特征相同时，将所述配置表中该关键特征对应的VLAN Tag确定为匹配的VLANTag。

在本公开一示例实施例中，所述关键特征可以包括：目的IP、传输层协议号和目的端口，所述配置表中目的IP、传输层协议号和目的端口三个为一组特征关联体，所述配置表用于记录每组特征关联体与VLAN Tag的对应关系；

处理器将所述IP报文的关键特征与所述配置表中的关键特征比对，确定所述IP报文的关键特征与所述配置表中的关键特征是否相同，可以包括：

将所述IP报文的目的IP、传输层协议号和目的端口与所述配置表中的每组特征关联体中的目的IP、传输层协议号和目的端口进行一一比对，在所述配置表中存在某一特征关联体中的目的IP、传输层协议号和目的端口与所述IP报文的目的IP、传输层协议号和目的端口均一致时，确定所述配置表中存在某一关键特征与所述IP报文的关键特征相同。

在本公开一示例实施例中，所述VLAN Tag可以包括虚拟局域网标识和优先级中的至少一个；

在所述VLAN Tag包括虚拟局域网标识和优先级时，所述配置表中虚拟局域网标识和优先级两个为一组标识关联体，所述配置表用于记录IP报文的关键特征与每组标识关联体的对应关系。

在本公开一示例实施例中，所述IP报文中携带有IP报文的关键特征字段，处理器为所述IP报文增加VLAN Tag，可以包括：

在所述IP报文的关键特征字段后面的字段中增加VLAN Tag。

在本公开一示例实施例中，处理器为所述IP报文增加VLAN Tag，可以包括：

在所述IP报文的报文尾部增加VLAN Tag。

在本公开一示例实施例中，TSN节点可设置在网络驱动层，在网络驱动层为不同的帧配置不同的VLAN Tag。

在本公开一示例实施例中，TSN节点可设置在IP协议层和网络驱动层之间，在网络驱动层之前为不同的帧配置不同的VLAN Tag。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

Claims (10)

1.一种报文处理方法，其特征在于，包括：

时延敏感网络TSN节点接收因特网协议IP报文；

在所述IP报文进入网络驱动层时或所述IP报文进入网络驱动层之前，根据所述IP报文的关键特征为所述IP报文增加网络标签VLAN Tag，所述网络标签VLAN Tag为所述IP报文的传输标识。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述IP报文的关键特征为所述IP报文增加网络标签VLAN Tag，包括：

根据所述IP报文的关键特征查找预先建立的配置表，所述配置表用于记录IP报文的关键特征与网络标签VLAN Tag的对应关系；

基于所述配置表确定与所述IP报文的关键特征匹配的网络标签VLAN Tag，将匹配的网络标签VLAN Tag增加到所述IP报文中。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述配置表确定与所述IP报文的关键特征匹配的网络标签VLAN Tag，包括：

将所述IP报文的关键特征与所述配置表中的关键特征比对，确定所述IP报文的关键特征与所述配置表中的关键特征是否相同；在所述配置表中存在某一关键特征与所述IP报文的关键特征相同时，将所述配置表中该关键特征对应的网络标签VLAN Tag确定为匹配的网络标签VLAN Tag。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述关键特征包括：目的IP、传输层协议号和目的端口，所述配置表中目的IP、传输层协议号和目的端口三个为一组特征关联体，所述配置表用于记录每组特征关联体与网络标签VLAN Tag的对应关系；

所述将所述IP报文的关键特征与所述配置表中的关键特征比对，确定所述IP报文的关键特征与所述配置表中的关键特征是否相同，包括：

将所述IP报文的目的IP、传输层协议号和目的端口与所述配置表中的每组特征关联体中的目的IP、传输层协议号和目的端口进行一一比对，在所述配置表中存在某一特征关联体中的目的IP、传输层协议号和目的端口与所述IP报文的目的IP、传输层协议号和目的端口均一致时，确定所述配置表中存在某一关键特征与所述IP报文的关键特征相同。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述网络标签VLAN Tag包括虚拟局域网标识和优先级中的至少一个；

在所述网络标签VLAN Tag包括虚拟局域网标识和优先级时，所述配置表中虚拟局域网标识和优先级两个为一组标识关联体，所述配置表用于记录IP报文的关键特征与每组标识关联体的对应关系。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述IP报文中携带有IP报文的关键特征字段，所述为所述IP报文增加网络标签VLAN Tag，包括：

在所述IP报文的关键特征字段后面的字段中增加网络标签VLAN Tag。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述为所述IP报文增加网络标签VLANTag，包括：

在所述IP报文的报文尾部增加网络标签VLAN Tag。

8.一种时延敏感网络TSN节点，其特征在于，包括存储器和处理器，存储器用于存储执行指令；处理器调用所述执行指令，用于执行如权利要求1至7任一项所述的报文处理方法。

9.根据权利要求8所述的TSN节点，其特征在于，所述TSN节点设置在网络驱动层。

10.根据权利要求8所述的TSN节点，其特征在于，所述TSN节点设置在IP协议层和网络驱动层之间。