CN117439956A - 报文处理方法、设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请本发明涉及通信技术领域,提供了一种报文处理方法、网络设备以及计算机可读存储介质,所述方法包括:网络转发节点对接收到的报文进行封装处理,得到封装后的报文,该封装后的报文包括本节点驻留时间信息和本节点出入时间戳信息。本申请实施例的方案,网络转发节点在对报文进行封装处理时,在报文中添加本节点驻留时间信息和本节点出入时间戳信息,从而通过报文将本节点驻留时间信息和本节点出入时间戳信息携带至下游网络转发节点,以使下游网络转发节点能够依据上一跳的驻留时间信息和出入时间戳信息,动态调整驻留时间信息,并基于调整后的驻留时间信息实现报文的调度转发,能够在时间敏感网络中提供确定的端到端时延。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域,特别是涉及一种报文处理方法、设备和存储介质。
背景技术
时间敏感网络(Time Sensitive Networking,TSN)中,为了保证确定性业务流的端到端时延,IEEE 802.1Qbv定义了时间感知整形器(Time Awareness Shaper,TAS)的调度机制,此调度机制基于预先设定的周期性门控制列表,动态地为出口队列提供开/关控制,路径上每个节点都计算好门控时间,通过门的开关进行确定性队列中数据包的调度,使得确定性数据流在预定的开门时间转发出去。
相关技术中,通过计算数据包从源设备到目的设备的链路时延以及处理时延,确定链路中每个节点固定的驻留时间,从而基于驻留时间实现时间敏感网络中业务流的确定性转发。
然而,基于固定驻留时间的调度转发方式会出现端到端时延不准确的情况。
发明内容
本申请实施例提供一种报文处理方法、网络设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品,能够在时间敏感网络中提供确定的端到端时延。
第一方面,本申请的实施例提供一种报文处理方法,应用于网络转发节点,所述方法包括:
对接收到的报文进行封装处理,得到封装后的报文,所述封装后的报文包括本节点驻留时间信息和本节点出入时间戳信息。
第二方面,本申请的实施例提供一种报文处理方法,应用于网络控制节点,所述方法包括:
确定报文的转发路径;
根据所述转发路径确定所述报文的时延信息;
将所述时延信息下发给所述转发路径上的网络转发节点,以使所述网络转发节点根据所述时延信息对接收到的所述报文进行封装处理以得到封装后的报文,所述封装后的报文包括本节点驻留时间信息和本节点出入时间戳信息。
第三方面,本申请的实施例提供一种网络设备,包括:
处理器和存储器;
所述存储器上存储有程序指令,所述程序指令当被所述处理器执行时使得所述处理器执行如上第一方面或者第二方面描述的方法。
第四方面,本申请的实施例提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有程序指令,所述程序指令被计算机执行时,实现如上第一方面或者第二方面描述的方法。
第五方面,本申请的实施例提供一种计算机程序产品,所述计算机程序产品存储有程序指令,所述程序指令在计算机上运行时,使得所述计算机执行如上第一方面或者第二方面描述的方法。
本申请实施例的方案,网络转发节点在对报文进行封装处理时,在报文中添加本节点驻留时间信息和本节点出入时间戳信息,从而通过报文将本节点驻留时间信息和本节点出入时间戳信息携带至下游网络转发节点,以使下游网络转发节点能够依据上一跳的驻留时间信息和出入时间戳信息,动态调整驻留时间信息,并基于调整后的驻留时间信息实现报文的调度转发,能够在时间敏感网络中提供确定的端到端时延。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种网络链路的结构示意图;
图2是本申请实施例提供的一种报文处理方法的流程示意图;
图3是本申请另一实施例提供的一种网络链路的结构示意图;
图4是本申请实施例提供的一种SR-MPLS数据包的封装格式示意图;
图5A是本申请实施例提供的一种SRv6数据包的封装格式示意图;
图5B是本申请另一实施例提供的一种SRv6数据包的封装格式示意图;
图6是本申请另一实施例提供的一种SR-MPLS数据包的封装格式示意图;
图7A是本申请实施例提供的一种SRv6数据包的封装格式示意图;
图7B是本申请另一实施例提供的一种SRv6数据包的封装格式示意图;
图8是本申请另一实施例提供的一种报文处理方法的流程示意图;
图9A是本申请另一实施例提供的一种SRv6数据包的封装格式示意图;
图9B是本申请另一实施例提供的一种SR-MPLS数据包的封装格式示意图;
图10A是本申请另一实施例提供的一种SR-MPLS数据包的封装格式示意图;
图10B是本申请另一实施例提供的一种SR-MPLS数据包的封装格式示意图;
图10C是本申请另一实施例提供的一种SR-MPLS数据包的封装格式示意图;
图11A是本申请另一实施例提供的一种SRv6数据包的封装格式示意图;
图11B是本申请另一实施例提供的一种SRv6数据包的封装格式示意图;
图12A是本申请另一实施例提供的一种SRv6数据包的封装格式示意图;
图12B是本申请另一实施例提供的一种SRv6数据包的封装格式示意图;
图12C是本申请另一实施例提供的一种SRv6数据包的封装格式示意图;
图12D是本申请另一实施例提供的一种SRv6数据包的封装格式示意图;
图13A是本申请另一实施例提供的一种SR-MPLS数据包的封装格式示意图;
图13B是本申请另一实施例提供的一种SR-MPLS数据包的封装格式示意图;
图14A是本申请另一实施例提供的一种SR-MPLS数据包的封装格式示意图;
图14B是本申请另一实施例提供的一种SR-MPLS数据包的封装格式示意图;
图14C是本申请另一实施例提供的一种SR-MPLS数据包的封装格式示意图;
图15A是本申请实施例提供的一种D-TAG数据包的封装格式示意图;
图15B是本申请另一实施例提供的一种D-TAG数据包的封装格式示意图;
图16A是本申请另一实施例提供的一种D-TAG数据包的封装格式示意图;
图16B是本申请另一实施例提供的一种D-TAG数据包的封装格式示意图;
图17是本申请实施例提供的一种网络设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
应了解,在本申请实施例的描述中,如果有描述到“第一”、“第二”等只是用于区分技术特征为目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示单独存在A、同时存在A和B、单独存在B的情况。其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达,是指的这些项中的任意组,包括单项或复数项的任意组。例如,a、b和c中的至少一项可以表示:a,b,c,a和b,a和c,b和c,或者,a和b和c,其中a,b,c可以是单个,也可以是多个。
此外,下面所描述的本申请各个实施例中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可时间敏感网络(Time Sensitive Networking,TSN)中,为了保证确定性业务流的端到端时延,IEEE 802.1Qbv定义了时间感知整形器(Time Awareness Shaper,TAS)的调度机制,此调度机制基于预先设定的周期性门控制列表,动态地为出口队列提供开/关控制,路径上每个节点都计算好门控时间,通过门的开关进行确定性队列中数据包的调度,使得确定性数据流在预定的开门时间转发出去。
相关技术中,通过计算数据包从源设备到目的设备的链路时延以及处理时延,确定链路中每个节点固定的驻留时间,从而基于驻留时间实现时间敏感网络中业务流的确定性转发。
然而,基于固定驻留时间的调度转发方式会出现端到端时延不准确的情况。
示例性的,结合分段路由(Segment Routing,SR)的路径分发功能和TSN的队列调度机制来实现时间敏感网络的确定性转发,参见图1,图1是本申请实施例提供的一种网络链路的结构示意图,如图1所示,图中UE表征用户设备,左侧UE为源用户设备(发流端),右侧UE为目的用户设备(接收端),源用户设备发送的时间敏感流要求目的用户设备在200μs内接收到。数据包以2μs的延迟从UE通过无线链路到达路由器R1(入口路由器),然后,数据包通过光纤传输到路由器R2,链路延迟为18μs,再经过38μs的链路延迟,到达路由器R3,再经过16μs的链路延迟到达路由器R4(出口路由器)。最后,经过2μs的无线链路延迟到达目的用户设备,其中每个路由器的处理时延为6μs。因此,数据包从源到目的总的时延=链路时延+处理时延=(2+18+38+16+2)+(6*4)=100μs。总的预计延迟为200μs,剩有空闲时间100μs,平均到到4个路由器分别为25μs,也就是每个路由器的允许驻留时间为25μs,则第一个路由器R1的数据包到达是时间为2μs,本地截止时间(最晚转发时间)=达到时间+设备处理时延+允许驻留时间=2+6=25=33μs,同理其他路由器的最坏情况下的到达和传输时间分别为路由器R2:51、82,路由器R3:120、151,路由器R4:167、198,最坏情况下达到目的用户设备的时间:200。
基于这些最坏情况时间,参考数据包离开源用户设备的时间,入口路由器可以构建截止时间偏移向量(33、82、151、198)。结合SR和截止时间偏移向量可以形成统一SR-TSN堆栈,如图1所示,每个标签栈包含下一跳路由器标识和截止时间。在入口路由器R1将包含三个条目的SR-TSN堆栈插入到所接收的数据包中。
在此示例中,如图1所示,SR-TSN堆栈第一条目(栈顶条目)包括路由器R2的地址和数据包必须离开路由器R2的时间,即82μs、第二条目包括路由器R3的地址和数据包必须离开路由器R3的时间,即151μs,第三条目(栈底条目)包含特殊的BoS代码(例如,标识符零)。路由器R2接收到数据包后弹出SR-TSN堆栈栈顶,留下一个包含2个条目的SR-TSN堆栈。路由器R3接受R2数据包,栈顶指示路由器R3在151μs前将数据包从路由器R3转发出,并弹出栈顶,留下一个只有一个条目的SR-TSN堆栈。路由器R4接受数据包并弹出栈顶,发现到达栈底。最后,路由器R4根据网络的常规规则(例如,根据IP报头中的IP地址)在本地截止时间198μs转发数据包。
SR-TSN方案中允许驻留时间的分配可以是平均分配或者非平均分配,而分配后的本地截止时间无法更改,不能根据设备的队列排队时间动态的调整,导致出现端到端时延不准确的情况。
有鉴于此,本申请实施例提供了一种报文处理方法、网络设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品,能够在时间敏感网络中提供确定的端到端时延。
本申请描述的实施例可以被应用在通信系统中,诸如在以下系统的至少一个中:全球移动通信系统(GSM)或任何其他第二代蜂窝通信系统、基于基本的宽带码分多址(W-CDMA)的通用移动电信系统(UMTS,3G)、高速分组接入(HSPA)、长期演进(LTE)、高级LTE、基于IEEE 802.11规范的系统、基于IEEE 802.15规范的系统和/或第五代(5G)移动或蜂窝通信系统;以及未来的移动通信系统。然而,实施例不限于上述示例给出的系统,而是本领域技术人员可以将解决方案应用于具有必要属性的其他通信系统。
请参见图2,为本申请实施例提供的一种报文处理方法的流程示意图,该方法应用于网络转发节点,包括但不限于以下步骤S110:
步骤S110,对接收到的报文进行封装处理,得到封装后的报文,所述封装后的报文包括本节点驻留时间信息和本节点出入时间戳信息。
需说明的是,图2中的节点A、节点B可以都是网络转发节点;或者,节点A是用户节点,节点B是网络转发节点。
可以理解的是,在确定性业务流的传输过程中,网络转发节点对接收到的业务流报文进行封装处理,在报文中添加本节点驻留时间信息和本节点出入时间戳信息,从而通过报文将本节点驻留时间信息和本节点出入时间戳信息携带到下游网络转发节点,以使下游网络转发节点能够依据上一跳的驻留时间信息和出入时间戳信息,动态调整本节点驻留时间信息,并基于调整后的驻留时间信息进行调度转发,能够在时间敏感网络中提供确定的端到端时延。
应能理解的是,报文包括引导标签,该封装处理包括但不限于以下步骤:
获取本节点允许驻留时间信息;
从该引导标签包括的第一时间字段中获取上一跳驻留时间信息,以及从该引导标签包括的第二时间字段中获取上一跳出入时间戳信息;
根据该本节点允许驻留时间信息、该上一跳驻留时间信息和该上一跳出入时间戳信息确定该本节点驻留时间信息;
将该第一时间字段中的该上一跳驻留时间信息更换为该本节点驻留时间信息。
可以理解的是,引导标签包括有第一时间字段、第二时间字段,其中,第一时间字段携带上一跳驻留时间信息,第二时间字段携带上一跳出入时间戳信息。因此,从引导标签包括的第一时间字段和第二时间字段分别获取上一跳驻留时间信息以及上一跳出入时间戳信息,并根据本节点允许驻留时间信息、上一跳驻留时间信息和上一跳出入时间戳信息确定本节点驻留时间信息,并将第一时间字段中的上一跳驻留时间更换为本节点驻留时间信息,并基于本节点驻留时间信息进行调度转发,之后将第二时间字段中的上一跳出入时间戳信息更换为本节点出入时间戳信息,最后向下游网络转发节点转发报文。
需要说明的是,本节点驻留时间信息表征本节点动态调整后的最晚转发时间,上一跳出入时间戳信息表征上一跳节点中报文的实际驻留时间,也就是说,根据上一跳节点动态调整后的最晚转发时间以及报文在上一跳节点的实际驻留时间,调整本节点的最晚转发时间。具体的,上一跳驻留时间和上一跳出入时间戳之间的差值加上本节点允许驻留时间即等于本节点的最晚转发时间。
示例性的,参见图3,为本申请实施例提供的一种网络链路的结构示意图,如图3所示,图中包括路由器R1、R2和R3,路由器R1到R2的链路时延为10μs,路由器R2到R3的链路时延为10μs。在时间敏感流的要求下,三个路由器的允许驻留时间T1stay、T2stay、T3stay都为20μs。记报文到达路由器R1的时间戳为0μs,而报文在最坏的情况下达到三个路由器的时间分别为0、30、60μs。
由此,路由器R1作为报文传输的入口路由器,将驻留时间信息Tadj1(Tadj1=T1stay=20μs)封装在报文中引导标签包括的第一时间字段中。在报文处理完成后,将报文放入转发端口对应的调度时间为Tadj1=20μs的调度队列中,在调度后,将出入时间戳信息Dt1(假设Dt1=15μs)封装在报文中引导标签包括的第二时间字段中,最后路由器R1将报文转发至路由器R2。路由器R2获取本节点允许驻留时间信息T2stay(T2stay=20μs),从报文的引导标签包括的第一时间字段和第二时间字段中获取上一跳驻留时间信息Tadj1以及上一跳出入时间戳信息Dt1,根据本节点允许驻留时间信息T2stay、上一跳驻留时间信息Tadj1和上一跳出入时间戳信息Dt1确定本节点驻留时间信息Tadj2。具体的,Tadk2=T2stay+(Tadj1-Dt1)=25μs。之后路由器R2将引导标签中第一时间字段中的上一跳驻留时间信息Tadj1更换为本节点驻留时间信息Tadj2,在报文处理完成后,将报文放入转发端口对应的调度时间为Tadj2=25μs的调度队列中,在调度后,将引导标签包括的第二时间字段中的上一跳出入时间戳信息Dt1更换为本节点出入时间戳信息Dt2,最后向路由器R3转发该报文。
应能理解的是,获取本节点允许驻留时间信息包括以下之一:
在该报文与本节点对应的段标签中获取该本节点允许驻留时间信息;
或者,
弹出该报文的栈顶标签,该栈顶标签为节点标签,从预设的标签转发表中查找与该节点标签对应的本节点允许驻留时间信息。
可以理解的是,本节点允许驻留时间可以携带在报文中,也可以通过网络控制节点向各网络转发节点下发对应的节点标签、转发端口以及允许驻留时间,在网络转发节点中形成标签转发表,以使网络转发节点能够基于节点标签在标签转发表查找本节点允许驻留时间。
示例性的,预设的标签转发表如表1所示:
表1
节点标签 | 转发端口 | 允许驻留时间 |
1601 | interface1 | T1 |
1602 | interface2 | T2 |
1603 | interface3 | T3 |
对应的,针对不同报文封装格式,如SR-MPLS数据包的封装格式,参见图4,为本申请实施例提供的一种SR-MPLS数据包的封装格式示意图,如图4所示,其封装格式包括标签栈{label[1],label[2],……,label[n]},每个标签栈label[n]包含报文的转发路径中网络转发节点的节点标签。通过弹出报文中的栈顶标签,获取栈顶标签包含的节点标签,从预设的标签转发表中查找与该节点标签对应的本节点允许驻留时间。
又如SRv6数据包的封装格式,参见图5A和图5B,为本申请实施例提供的SRv6数据包的封装格式示意图,如图5A和图5B所示,可以在SRv6的段列表中增加允许驻留时间,其中,每个网络转发节点的允许驻留时间分别写到对应段标签label[n]的max-time字段中。因此,可以在报文与本节点对应的段标签获取得到本节点允许驻留时间信息。
应能理解的是,报文包括引导标签,该封装处理包括但不限于以下步骤:
从该引导标签包括的第一时间字段中获取上一跳驻留时间信息,以及从该引导标签包括的第二时间字段中获取上一跳出入时间戳信息;
根据该上一跳驻留时间信息以及该上一跳出入时间戳信息,确定该本节点驻留时间信息。
将该第一时间字段中的该上一跳驻留时间信息更换为该本节点驻留时间信息。
可以理解的是,引导标签包括有第一时间字段和第二时间字段,其中,第一时间字段携带上一跳驻留时间信息,第二时间字段携带上一跳出入时间戳信息。因此,从引导标签包括的第一时间字段和第二时间字段分别获取上一跳驻留时间信息以及上一跳出入时间戳信息,并根据上一跳驻留时间信息以及上一跳出入时间戳信息确定本节点驻留时间信息,之后将该第一时间字段中的该上一跳驻留时间信息更换为该本节点驻留时间信息。
需要说明的是,本节点驻留时间信息表征本节点动态调整后的总时延时间,总时延时间为转发路径中所有节点驻留时间之和,上一跳出入时间戳信息表征上一跳节点中报文的实际驻留时间,也就是说,根据上一跳节点动态调整后的总时延时间以及报文在上一跳节点中的实际驻留时间,调整总时延时间。具体的,上一跳驻留时间和上一跳出入时间戳之间的差值等于本节点驻留时间信息,也就是本节点动态调整后的总时延时间。
在一个具体实施例中,报文包括引导标签,对接收到的报文进行封装处理包括但不限于以下步骤:
从该引导标签包括的跳数字段中获取上一跳的跳数信息;
根据该上一跳驻留时间信息、该上一跳出入时间戳信息以及该上一跳的跳数信息,确定该本节点实际允许驻留时间。
需要说明的是,本节点驻留时间信息表征本节点动态调整后的总时延时间,总时延时间为转发路径中所有节点驻留时间之和,上一跳出入时间戳信息表征上一跳节点中报文的实际驻留时间,上一跳的跳数信息表征报文传输到目的用户设备需经过网络转发节点数量。根据上一跳节点动态调整后的总时延时间、报文在上一跳节点中的实际驻留时间以及跳数,确定本节点实际允许驻留时间。具体的,上一跳驻留时间和上一跳出入时间戳之间的差值除以跳数等于本节点实际允许驻留时间,并基于本节点实际允许驻留时间进行调度转发,之后将第二时间字段中的上一跳出入时间戳信息更换为本节点出入时间戳信息,最后向下游网络转发节点转发报文。
示例性的,参见图3,为本申请实施例提供的一种网络链路的结构示意图,如图3所示,图中包括路由器R1、R2和R3,路由器R1到R2的链路时延为10μs,路由器R2到R3的链路时延为10μs。在时间敏感流的要求下,三个路由器的总时延信息Tall为60μs,跳数信息n为3。
由此,报文在达到路由器R1之前,其第一时间字段中的上一跳驻留时间信息表征总时延时间Tall=60μs,第二时间字段中的上一跳出入时间戳信息Dt=0μs,跳数字段中的跳数信息为n=3。路由器R1作为报文传输的入口路由器从报文的引导标签包括的第一时间字段、第二时间字段以及跳数字段中获取上一跳驻留时间信息Tadj、上一跳出入时间戳信息Dt以及跳数信息n。根据上一跳驻留时间信息Tall、上一跳出入时间戳信息Dt,确定表征总时延时间的本节点驻留时间信息Tall1。具体的,Tall1=Tall-Dt,并将第一时间字段中的上一跳驻留时间信息Tall更换为本节点驻留时间信息Tall1;根据上一跳驻留时间信息Tall、上一跳出入时间戳信息Dt以及跳数信息n,确定本节点实际允许驻留时间Tadj。具体的,Tadj=(Tall-Dt1)/n=20μs;更新跳数字段中的跳数信息n1=n-1=2。在报文处理完成后,将报文放入转发端口对应的调度时间为Tadj=20μs的调度队列中,在调度后,将引导标签中第二时间字段中的上一跳出入时间戳信息Dt更换为本节点出入时间戳信息Dt1,向路由器R2转发该报文。
应能理解的是,报文包括引导标签,对接收到的报文进行封装处理包括但不限于以下步骤:
获取该报文的入时间戳和出时间戳;
根据该出时间戳和该入时间戳的差值确定该本节点出入时间戳信息;
将该本节点出入时间戳信息写入该引导标签包括的第二时间字段中。
可以理解的是,当网络转发节点接收到报文,在入端口打上入时间戳,而在确定性队列中进行报文的调度后,在出端口打上出时间戳,根据出时间戳和入时间戳的差值确定本节点出入时间戳信息,并将该本节点出入时间戳信息写入报文中引导标签包括的第二时间字段中。
应能理解的是,报文包括引导标签,对接收到的报文进行封装处理包括但不限于以下步骤:
确定本节点的跳数信息,将该本节点的跳数信息写入该引导标签包括的跳数字段中。
可以理解的是,在对接收到的报文进行封装处理时,从引导标签包括的跳数字段中获取上一跳的跳数信息,根据上一跳的跳数信息确定本节点的跳数信息,并将本节点的跳数信息写入引导标签包括的跳数字段中。
示例性的,引导标签包括的跳数字段中获取上一跳的跳数信息为n,则本节点的跳数信息n1=n-1,之后将本节点的跳数信息n1写入该引导标签包括的跳数字段中。
在一个具体实施例中,引导标签还包括标签字段,该标签字段用于通过固定标签值标识该引导标签。
示例性的,参见图4,为本申请实施例提供的一种SR-MPLS数据包的封装格式示意图,如图4所示,SR-MPLS数据包的引导标签位于标签栈后,且引导标签还包括用于通过固定标签值表示该引导标签的标签字段label。
在一个具体实施例中,引导标签还包括头标签,该头标签用于通过固定标签值标识该报文的以太类型。
可以理解的是,基于二层以太帧封装本节点驻留时间信息和本节点出入时间戳信息,可以通过在引导标签中设置用于标识该报文的以太类型的头标签,从而通过数据帧格式携带本节点驻留时间信息和本节点出入时间戳信息。
应能理解的是,报文包括多个段标签,每个段标签对应该报文的转发路径上的一个网络转发节点;
对该报文进行封装处理,包括:
获取本节点允许驻留时间信息;
从上一跳节点对应的段标签包括的第一时间字段中获取上一跳驻留时间信息,以及从上一跳节点对应的段标签包括的第二时间字段中获取上一跳出入时间戳信息;
根据该本节点允许驻留时间信息、该上一跳驻留时间信息和该上一跳出入时间戳信息确定该本节点驻留时间信息;
将该本节点驻留时间信息写入该本节点对应的段标签包括的第一时间字段中。
举例来说,在SRv6数据包的封装格式中,如图5A所示,Routing Type设为4,指定为SRH格式,Flags使用最低位D为0。该报文包括多个段标签label[n],每个段标签对应报文的转发路径上的一个网络转发节点,其段标签包括有第一时间字段stay-time以及第二时间字段ADT,第一时间字段stay-time携带上一跳驻留时间信息,第二时间字段ADT携带上一跳出入时间戳信息。又如图5B所示,Routing Type设为4,指定为SRH格式,Flags使用最低位D为1。该报文包括多个段标签label[n],每个段标签对应报文的转发路径上的一个网络转发节点,此外还包括另一个独立的段标签,该段标签包括第一时间字段stay-time以及第二时间字段ADT,第一时间字段stay-time携带上一跳驻留时间信息,第二时间字段ADT携带上一跳出入时间信息。通过该本节点允许驻留时间信息、该上一跳驻留时间信息和该上一跳出入时间戳信息确定该本节点驻留时间信息,并将该本节点驻留时间信息写入该本节点对应的段标签包括的第一时间字段stay-time中。
应能理解的是,获取本节点允许驻留时间信息包括以下之一:
在本节点对应的段标签包括的第三时间字段中获取该本节点允许驻留时间信息;
或者,
从该本节点对应的段标签包括的节点标签字段中获取该本节点对应的节点标签,从预设的标签转发表中查找与该本节点的节点标签对应的本节点允许驻留时间信息。
举例来说,如图5A和图5B所示,每个段标签包括有第三时间字段max-time,而第三时间字段max-time携带有对应的允许驻留时间信息。
举例来说,每个段标签包括有节点标签字段,其节点标签字段包含对应的网络转发节点的节点标签。从本节点对应的段标签包括的节点标签字段中获取本节点对应的节点标签,依据该节点标签即可从预设的标签转发表中查找对应的本节点允许驻留时间信息。
应能理解的是,报文包括多个段标签,每个段标签对应该报文的转发路径上的一个网络转发节点;
对该报文进行封装处理,包括:
从上一跳节点对应的段标签包括的第一时间字段中获取上一跳驻留时间信息,从上一跳节点对应的段标签包括的第二时间字段中获取上一跳出入时间戳信息;
根据该上一跳驻留时间信息以及该上一跳出入时间戳信息,确定该本节点驻留时间信息;
将该本节点驻留时间信息写入该本节点对应的段标签包括的第一时间字段中。
举例来说,在SRv6数据包的封装格式中,参见图7A,为本申请实施例提供的一种SRv6数据包的封装格式示意图,如图7A所示,该报文包括多个段标签label[n],每个段标签对应报文的转发路径上的一个网络转发节点,其段标签包括有第一时间字段all-stay-time、第二时间字段ADT以及第三时间字段hop-count,第一时间字段all-stay-time携带上一跳驻留时间信息,第二时间字段ADT携带上一跳出入时间戳信息,第三时间字段hop-count携带上一跳的跳数信息;又如图7B所示,该报文包括多个段标签label[n],每个段标签对应报文的转发路径上的一个网络转发节点,此外还包括另一个独立的段标签,该段标签包括有第一时间字段all-stay-time、第二时间字段ADT以及第三时间字段hop-count,第一时间字段all-stay-time携带上一跳驻留时间信息,第二时间字段ADT携带上一跳出入时间戳信息,第三时间字段hop-count携带上一跳的跳数信息。通过该上一跳驻留时间信息和该上一跳出入时间戳信息,确定该本节点驻留时间信息,并将该本节点驻留时间信息写入该本节点对应的段标签包括的第一时间字段all-stay-time中。
应能理解的是,报文包括多个段标签,每个段标签对应所述报文的转发路径上的一个网络转发节点;
对该报文进行封装处理,包括:
获取该报文的入时间戳和出时间戳;
根据该出时间戳和该入时间戳的差值确定该本节点出入时间戳信息;
将该本节点出入时间戳信息写入该本节点对应的段标签包括的第二时间字段中。
可以理解的是,每个段标签包括有第二时间字段,当网络转发节点接收到报文,在入端口打上入时间戳,而在确定性队列中进行报文的调度后,在出端口打上出时间戳,根据出时间戳和入时间戳的差值确定本节点出入时间戳信息,并将该本节点出入时间戳信息写入报文中段标签包括的第二时间字段中。
示例性的,如图7A所示,该报文包括多个段标签label[n],每个段标签对应报文的转发路径上的一个网络转发节点,其段标签包括第二时间字段ADT;又如图7B所示,该报文包括多个段标签label[n],每个段标签对应报文的转发路径上的一个网络转发节点,此外还包括另一个独立的段标签,该段标签包括第二时间字段ADT。由此,将本节点出入时间戳信息写入报文中段标签包括的第二时间字段ADT中。
应能理解的是,报文包括多个段标签,每个段标签对应所述报文的转发路径上的一个网络转发节点;
对该报文进行封装处理,包括:
确定本节点的跳数信息,将该本节点的跳数信息写入该本节点对应的段标签包括的跳数字段中。
可以理解的是,每个段标签包括有跳数字段,在对接收到的报文进行封装处理时,从段标签包括的跳数字段中获取上一跳的跳数信息,根据上一跳的跳数信息确定本节点的跳数信息,并将本节点的跳数信息写入段标签包括的跳数字段中。
应能理解的是,报文包括标签栈;
对该报文进行封装处理,包括:
获取该标签栈的栈底标签;
从该栈底标签包括的第一时间字段中获取上一跳驻留时间信息,从该栈底标签包括的第二时间字段中获取上一跳出入时间戳信息;
根据该上一跳驻留时间信息以及该上一跳出入时间戳信息,确定该本节点驻留时间信息;
将该第一时间字段中的该上一跳驻留时间信息更换为该本节点驻留时间信息。
举例来说,在SR-MPLS数据表的封装格式中,参见图6,为本申请实施例提供的一种,SR-MPLS数据包的封装格式结构图,如图6所示,其封装结构包括标签栈{label[1],label[2],……,label[n]}以及引导标签、栈底标签,每个标签栈label[n]包含下一跳的网络转发节点的节点标签,其栈底标签包括有第一时间字段all-stay-time、第二时间字段ADT以及第三时间字段hop-count,其中,第一时间字段all-stay-time携带上一跳驻留时间信息,第二时间字段ADT携带上一跳出入时间戳信息,第三时间字段hop-count携带上一跳的跳数信息。通过该上一跳驻留时间信息以及该上一跳出入时间戳信息,确定该本节点驻留时间信息,并将该第一时间字段all-stay-time中的该上一跳驻留时间信息更换为该本节点驻留时间信息。
应能理解的是,该报文包括标签栈;
对该报文进行封装处理,包括:
获取该报文的入时间戳和出时间戳;
根据该出时间戳和该入时间戳的差值确定该本节点出入时间戳信息;
将该本节点出入时间戳信息写入该标签栈的栈底标签包括的第二时间字段中。
可以理解的是,标签栈的栈底标签包括有第二时间字段,当网络转发节点接收到报文,在入端口打上入时间戳,而在确定性队列中进行报文的调度后,在出端口打上出时间戳,根据出时间戳和入时间戳的差值确定本节点出入时间戳信息,并将该本节点出入时间戳信息写入报文中标签栈的栈底标签包括的第二时间字段中。
应能理解的是,报文包括标签栈;
对该报文进行封装处理,包括:
确定本节点的跳数信息,将该本节点的跳数信息写入该标签栈的栈底标签包括的跳数字段中。
可以理解的是,标签栈的栈底标签包括有跳数字段,在对接收到的报文进行封装处理时,从段标签包括的跳数字段中获取上一跳的跳数信息,根据上一跳的跳数信息确定本节点的跳数信息,并将本节点的跳数信息写入标签栈的栈底标签包括的跳数字段中。
示例性的,如图6所示,该报文包括标签栈,其标签栈的栈底标签包括有跳数字段hop-sount。由此,将该本节点的跳数信息写入该标签栈的栈底标签包括的跳数字段hop-count中。
在另一个具体实施例中,报文包括标签栈;对该报文进行封装处理,包括:
获取本节点允许驻留时间信息;
获取该标签栈的栈底标签;
从该栈底标签包括的第一时间字段中获取上一跳驻留时间信息,从该栈底标签包括的第二时间字段中获取上一跳出入时间戳信息;
根据该本节点允许驻留时间信息、该上一跳驻留时间信息和该上一跳出入时间戳信息确定该本节点驻留时间信息;
将该第一时间字段中的该上一跳驻留时间信息更换为该本节点驻留时间信息。
举例来说,在SR-MPLS数据表的封装格式中,如图4所示,其封装结构包括标签栈{label[1],label[2],……,label[n]}以及引导标签、栈底标签,每个标签栈包含下一跳的网络转发节点的节点标签,其栈底标签包括有第一时间字段stay-time、第二时间字段ADT,其中,第一时间字段stay-time携带上一跳驻留时间信息,第二时间字段ADT携带上一跳出入时间戳信息。通过该本节点允许驻留时间信息、该上一跳驻留时间信息和该上一跳出入时间戳信息确定该本节点驻留时间信息,并将该第一时间字段stay-time中的该上一跳驻留时间信息更换为该本节点驻留时间信息。
在另一个具体实施例中,获取本节点允许驻留时间信息包括以下之一:
在标签栈的栈底标签包括的第三时间字段中获取本节点允许驻留时间信息;
或者,
弹出所述报文的栈顶标签,所述栈顶标签为节点标签,从预设的标签转发表中查找与所述节点标签对应的本节点允许驻留时间信息。
可以理解的是,栈底标签还可以包括用于携带本节点允许驻留时间信息的第三时间字段,在报文封装过程中,通过在报文标签栈的栈底标签包括的第三时间字段中获取本节点允许驻留时间信息。又或者,参见图4,为本申请实施例提供的一种SR-MPLS数据包的封装格式示意图,如图4所示,其封装格式包括标签栈{label[1],label[2],……,label[n]},每个标签栈包含下一跳的网络转发节点的节点标签。通过弹出报文中的栈顶标签label[1],获取本节点标签,从预设的标签转发表中查找与该节点标签对应的本节点允许驻留时间。
请参见图8,为本申请实施例提供的一种报文处理方法的流程示意图,该方法应用于网络控制节点,包括但不限于以下步骤S210-S230:
步骤S210,确定报文的转发路径;
步骤S220,根据该转发路径确定该报文的时延信息;
步骤S230,将该时延信息下发给该转发路径上的网络转发节点,以使该网络转发节点根据该时延信息对接收到的该报文进行封装处理以得到封装后的报文,该封装后的报文包括本节点驻留时间信息和本节点出入时间戳信息。
可以理解的是,网络控制节点首先确定报文的转发路径,并根据该转发路径确定报文的时延信息,时延信息可以是多个网络转发节点对应的允许驻留时间,或是该报文在该转发路径上的总时延值等,通过网络控制节点将该时延信息下发给转发路径上的网络转发节点,以使该网络转发节点根据该时延信息对接收到的报文进行封装处理,并使封装后的报文包括本节点驻留时间信息和本节点出入时间戳信息。
具体实现时,通过网络控制节点获取网络拓扑、链路时延以及节点处理时延等基础网络信息,根据业务流计算得到报文的转发路径确定该报文的时延信息。
应能理解的是,时延信息包括多个网络转发节点对应的允许驻留时间信息;
将该时延信息下发给该转发路径上的网络转发节点,包括:
获取该多个网络转发节点对应的节点标签,得到该节点标签和该允许驻留时间信息的映射关系;
将该节点标签和该允许驻留时间信息的映射关系发送给对应的网络转发节点,以使该网络转发节点根据该节点标签和该允许驻留时间信息的映射关系确定该本节点驻留时间信息。
可以理解的是,网络控制节点根据业务流报文的时延要求、转发路径中的链路时延以及节点处理时延信息,确定每个网络转发节点的允许驻留时间信息。确定节点的允许驻留时间可以参考上文的相关描述,此处不再赘述。
具体实现时,通过网络控制节点获取转发路径中多个网路转发节点对应的节点标签,确定该节点标签和允许驻留时间信息的映射关系,将该映射关系发送到对应的网络转发节点,以使网络转发节点根据该映射关系确定本节点驻留时间信息。
在另一个具体实施例中,网络控制节点获取该多个网络转发节点对应的节点标签,得到该节点标签和该允许驻留时间信息的映射关系,还包括:
获取该多个网络转发节点对应的节点标签以及转发端口,得到该节点标签、该转发端口和该允许驻留时间信息的映射关系。
在另一个具体实施例中,网络转发节点在接收到网络控制节点发送的映射关系后,根据该映射关系,建立对应的标签转发表。网络转发节点通过该标签转发表确定本节点驻留时间信息。
应能理解的是,时延信息包括多个网络转发节点对应的允许驻留时间信息;
将该时延信息下发给该转发路径上的网络转发节点,包括:
针对每个该网络转发节点对应的允许驻留时间信息,在该报文包括的与该网络转发节点对应的的段标签中写入该允许驻留时间信息;
将该报文下发给转发路径上的网络转发节点,以使该网络转发节点根据该报文携带的该允许驻留时间信息确定该本节点驻留时间信息;
其中,该报文包括多个段标签,每个该段标签对应一个该网络转发节点。
对应的,针对SRv6数据包的封装格式,如图5A和图5B所示,该报文包括多个段标签,每个段标签对应一个网络转发节点,在报文包括的该网络转发节点对应的段标签中写入允许驻留时间信息,具体的,在段标签中的max-time字段中写入允许驻留时间信息,之后并将该报文下发给转发路径上的网络转发节点,以使该网络转发节点根据该报文携带的该允许驻留时间信息确定该本节点驻留时间信息。
在另一个具体实施例中,针对每个该网络转发节点对应的允许驻留时间信息,在该报文包括的标签栈的栈底标签中写入该允许驻留时间信息。
对应的,针对SR-MPLS数据包的封装格式,如图4所示,其封装结构包括标签栈{label[1],label[2],……,label[n]}以及引导标签、栈底标签,针对每个该网络转发节点对应的允许驻留时间信息,可以在该报文包括的标签栈的栈底标签中写入该允许驻留时间信息。
应能理解的是,时延信息包括总时延信息,该总时延信息指示该报文在该转发路径上的总时延值;
将该时延信息下发给该转发路径上的网络转发节点,包括:
将该总时延信息写入该报文中;
将该报文下发给转发路径上的网络转发节点,以使该网络转发节点根据该报文携带的该总时延信息确定该本节点驻留时间信息。
可以理解的是,网络控制节点根据业务流报文的时延要求、转发路径中的链路时延以及节点处理时延信息,确定该报文在该转发路径上的总时延值,总时延值也就是每个网络转发节点的允许驻留时间之和。应了解,针对不同报文封装格式,报文中携带总时延信息的位置可以参考上文的相关描述,此处不再赘述。
下面结合图3所示的网络链路,对本申请实施例的方案做进一步的说明。
如图3所示,图中包括路由器R1、R2和R3,路由器R1到R2的链路时延为10μs,路由器R2到R3的链路时延为10μs。在时间敏感流的要求下,三个路由器的允许驻留时间T1stay、T2stay、T3stay都为20μs,三个路由器的总时延信息Tall为60μs,跳数信息n为3。记报文到达路由器R1的时间戳为0μs。
实施例一:
网络转发节点封装报文,封装后的报文携带本节点驻留时间信息Tadj以及本节点出入时间戳信息Dt,并采用SR-MPLS封装格式。网络控制节点将允许驻留时间信息下至转发路径上对应的网络转发节点。
其报文的SR-MPLS封装格式如图9A所示,其中,引导标签label占32bit,引导标签后一行的1bit到16bit表示驻留时间信息Tadj,初始值为0,前14bit表示具体数值,后2bit表示单位,00、01、10和11分别表示ns、μs、ms和s;17bit到32bit表示出入时间戳信息Dt,初始值为0,17bit到30bit表示具体数值,后2bit表示单位,00、01、10和11分别表示ns、μs、ms和s,共32bit。
具体的,如图9B所示,引导标签label值为1000(十进制为8),引导标签下一行的前14bit是11001,后2bit为01,表示单位是μs,则驻留时间信息Tadj为25μs,第17bit到30bit是1111,后2bit为01,表示单位是μs,则出入时间戳时间Dt为15μs。
本申请实施例提供的报文处理方法具体流程如下:
路径上各节点的标签转发表如表1所示,网络控制器根据业务流计算的路径生成堆栈标签,并将新的堆栈指令下发到入口路由器R1中,堆栈中增加了驻留时间信息(初始值为0)和出入时间戳信息(初始值为0),如图10A所示。
报文到达路由器R1,打上时间戳并在路由器R1将包含5个条目的堆栈插入到所接收的报文中。之后弹出栈顶标签1601,根据如表1所示的标签转发表查找转发端口interface1(下一跳是路由器R2)以及允许驻留时间T1stay=20μs,将T1stay=11001(二进制)写入第一时间字段stay-time中,本节点驻留时间信息Tadj1=T1stay=20μs,报文处理完成后,将报文放入转发端口interface1对应的调度时间为20μs的deadline调度队列中。在调度后,出端口打时间戳,假设得到的出入时间戳时间Dt1为15μs,将出入时间戳时间信息Dt1封装在报文中,并转发报文。
报文到达路由器R2,其中的栈如图10B所示,到达时间戳为25μs,之后路由器R2弹出栈顶标签1602,并根据表1的的标签转发表查找转发端口interface2(下一跳是路由器R3)和允许驻留时间T2stay=20μs,同时读取报文中封装的驻留时间信息Tadj1=20μs、出入时间戳时间信息Dt1=15μs,之后将本节点驻留时间信息Tadj2=T2stay+(Tadj1-Dt1)=25μs写入第一时间字段stay-time中。报文处理完成后,将报文放入转发端口interface2对应的调度时间为25μs的deadline调度队列中。在调度后,出接口打时间戳,假设得到的出入时间戳时间Dt2为15μs,将出入时间戳时间信息Dt2封装在报文中,并转发报文。
报文到达路由器3,到达时间戳为50μs,路由器R2弹出栈顶标签1603,其栈如图10C所示,并根据表1所示的标签转发表查找转发端口interface3和允许驻留时间T3stay=20μs,同时读取报文中封装的驻留时间信息Tadj2=25μs、出入时间戳时间信息Dt2=15μs,之后将本节点驻留时间信息Tadj3=T3stay+(Tadj2-Dt2)=30μs写入第一时间字段stay-time中。报文处理完成后,将报文放入转发端口interface3对应的调度时间为30μs的deadline调度队列中。在调度后,出端口打时间戳,假设得到的出入时间戳时间Dt3为25μs,将出入时间戳时间信息Dt3封装在报文中,并转发报文。
实施例二:
网络转发节点封装报文,封装后的报文携带本节点允许驻留时间信息Tstay、本节点驻留时间信息Tadj以及本节点出入时间戳信息Dt,并采用SRv6封装格式。
其报文的SRv6封装格式如图11A所示,其中,Flags最低位D为0,标签label、本节点允许驻留时间信息Tstay、本节点驻留时间信息Tadj和本节点出入时间戳信息Dt都占32bit。本节点允许驻留时间信息Tstay的前30bit表示具体数值,后2bit表示单位,00、01、10和11分别表示ns、μs、ms和s;本节点驻留时间信息Tadj的前30bit表示具体数值Tadj,后2bit表示单位,00、01、10和11分别表示ns、μs、ms和s;本节点出入时间戳信息Dt的前30bit表示具体数值Dt,后2bit表示单位,00、01、10和11分别表示ns、μs、ms和s,共128bit。
具体的,如图11B所示,段标签label[1]的值为1601,对应的字段max-time的前30bit是10100,后2bit为01,表示单位是μs,则允许驻留时间信息T1stay为20μs,对应的字段stay-time的前30bit是0,后2bit为01,表示单位是μs,则驻留时间信息Tadj1为0μs,对应的字段ADT的前30bit是0,后2bit为01,表示单位是μs,则出入时间戳信息Dt1为0μs;
段标签label[2]的值为1602,对应的字段max-time的前30bit是10100,后2bit为01,表示单位是μs,则允许驻留时间信息T2stay为20μs,对应的字段stay-time的前30bit是0,后2bit为01,表示单位是μs,则驻留时间信息Tadj2为0μs,对应的字段ADT的前30bit是0,后2bit为01,表示单位是μs,则出入时间戳信息Dt2为0μs;
段标签label[3]的值为1603,对应的字段max-time的前30bit是10100,后2bit为01,表示单位是μs,则允许驻留时间信息T3stay为20μs,对应的字段stay-time的前30bit是0,后2bit为01,表示单位是μs,则驻留时间信息Tadj3为0μs,对应的字段ADT的前30bit是0,后2bit为01,表示单位是μs,则出入时间戳信息Dt3为0μs。
本申请实施例提供的报文处理方法具体流程如下:
网络控制器根据业务流计算的路径生成段标签堆栈,并将新的堆栈指令下发给入口路由器R1,堆栈中新增了驻留时间信息、出入时间戳信息以及允许驻留信息,如图12A所示。
报文到达路由器R1的时间戳为0μs,在入口路由器R1将3个段列表segment List堆栈插入到所接收的报文中。segment List指示的当前激活的segment对应的标签值是1601,读取此segment中的允许驻留时间信息T1stay=20μs,将T1stay写入此segment中的字段stay-time,本节点驻留时间信息Tadj1=T1stay=20μs。报文处理完成后,将报文放入转发端口对应的调度时间为20μs的deadline的调度队列中。在调度后,出端口打时间戳,假设得到的出入时间戳时间Dt1为15μs,将出入时间戳信息Dt1封装在此segment中ADT字段,堆栈封装格式如图12B所示,之后转发报文。
报文到达路由器R2,其中的栈如图12B所示,到达时间戳为25μs,segment List指示的当前激活的segment对应的标签值为1602,读取此segment中的允许驻留时间信息T2stay=20μs,同时读取报文中前一个segment中封装的驻留时间信息Tadj1=20μs、出入时间戳信息Dt1=15μs。将Tadj2=T2stay+(Tadj1-Dt1)=25μs写入当前激活segment中的stay-time字段。报文处理完成后,将报文放入转发端口对应的调度时间为25μs的deadline调度队列中。在调度后,出端口打时间戳,假设得到的出入时间戳时间Dt2为15μs,将出入时间戳信息Dt2封装在当前激活的segment中ADT字段,堆栈封装格式如图12C所示,之后转发报文。
报文到达路由器R3,其中的栈如图12C所示,到达时间戳为50μs,segment list指示的当前激活的segment对应的标签值是1603,读取此segment中的允许驻留时间信息T3stay=20μs,同时读取报文中前一个segment中封装的驻留时间信息Tadj2=25μs、出入时间戳信息Dt2=15μs。将Tadj3=T3stay+(Tadj2-Dt2)=30μs写入当前激活segment中的stay-time字段。报文处理完成后,将报文放入转发端口对应的调度时间为30μs的deadline调度队列中。在调度后,出端口打时间戳,假设得到的出入时间戳时间Dt3为25μs,将出入时间戳信息Dt3封装在当前激活的segment中ADT字段,堆栈封装格式如图12D所示,之后转发报文。
实施例三:
网络转发节点封装报文,封装后的报文携带本节点驻留时间信息、本节点出入时间戳信息Dt以及跳数信息n,并采用SR-MPLS封装格式。网络控制节点将允许驻留时间信息下至转发路径上对应的网络转发节点。其中,本节点驻留时间信息Tadj表征总延时信息Tall。
其报文的SR-MPLS封装格式如图13A所示,引导标签label占32bit,引导标签后一行的1bit到14bit表示本节点驻留时间信息Tadj,初始值为0,前12bit表示具体数值,后2bit表示单位,00、01、10和11分别表示ns、μs、ms和s;15bit到28bit表示本节点出入时间戳信息Dt,初始值为0,15bit到26bit表示具体数值,后2bit表示单位,00、01、10和11分别表示ns、μs、ms和s;28bit到32bit表示跳数信息n,共32bit。
具体的,如图13B所示,引导标签label值为1000(十进制为8),引导标签下一行的前12bit是11001,后2bit为01,表示单位是μs,则驻留时间信息Tadj为25μs,第15bit到26bit是1111,后2bit为01,表示单位是μs,则出入时间戳信息Dt为15μs,最后4bit是11,则跳数n为3。
本申请实施例提供的报文处理方法具体流程如下:
网络控制器根据业务流计算的路径生成堆栈标签,并将新的堆栈指令下发到入口路由器R1中,堆栈中增加了驻留时间信息、出入时间戳信息以及跳数新,如图14A所示。
报文到达路由器R1的时间戳为0μs,在入口路由器R1将包含5个条目的堆栈插入到所接收的包报文中。路由器R1弹出栈顶标签1601,并根据表1的标签转发表查找转发端口interface1(下一跳是路由器R2)。读取到总延时信息Tadj=60μs,出入时间戳信息Dt=0,跳数n=3。计算本节点的实际允许驻留时间(Tadj-Dt)/n=20μs,将跳数信息n-1=2重写入报文中的字段hop-count,Tadj1=(Tadj-Dt)=60μs重写入报文中的all-stay-time字段。报文处理完成后,将报文放入转发端口interface1对应的调度时间为20μs的deadline调度队列中。在调度后,出端口打时间戳,假设得到的出入时间戳时间Dt1为15μs,将出入时间戳时间信息Dt1封装到报文ADT字段中,并转发数据包;
报文到达路由器R2,其中的栈如图14B所示,到达时间戳为25μs,路由器R2弹出栈顶标签1602,并根据表1的标签转发表查找转发端口interface2(下一跳是路由器R3)。同时读取报文中封装的Tadj1=60μs,Dt1值为15μs,跳数n为2。计算本节点的实际允许驻留时间(Tadj1-Dt1)/=22.5μs,将跳数信息n-1=1重写入报文中的字段hop-count,Tadj2=(Tadj1-Dt1)=45μs重写入报文中的all-stay-time字段。报文处理完成后,将报文放入转发端口interface1对应的调度时间为22.5μs的deadline调度队列中。在调度后,出端口打时间戳,假设得到的出入时间戳时间Dt2为15μs,将出入时间戳时间信息Dt2封装到报文ADT字段中,并转发数据包;
报文到达路由器R3,其中的栈如图14C所示,到达时间戳为50μs,路由器R3弹出栈顶标签1603,并根据表1的标签转发表查找转发端口interface3。同时读取报文中封装的Tadj2=45μs,Dt2值为15μs,跳数n为1。计算本节点的实际允许驻留时间(Tadj2-Dt2)/n=30μs,将跳数信息n-1=0为最后一跳转发节点。报文处理完成后,将报文放入转发端口interface1对应的调度时间为30μs的deadline调度队列中。在调度后,出端口打时间戳,假设得到的出入时间戳时间Dt3为25μs,将出入时间戳时间信息Dt3封装到报文ADT字段中,并转发数据包。
实施例四:
基于二层以太帧封装本节点驻留时间信息Tadj和本节点出入时间戳信息Dt。网络控制节点将允许驻留时间信息下至转发路径上对应的网络转发节点。
其报文的封装格式如图15A所示,第1-16bit是头标签,为deadline tag(D-TAG)类型值;第17bit-30bit表示本节点驻留时间信息Tadj,后2bit表示单位,00、01、10和11分别表示ns、μs、ms和s;第33bit-46bit表示本节点出入时间戳信息Dt,最后2bit表示单位,00、01、10和11分别表示ns、μs、ms和s。
具体的,如图15B所示,前16bit的以太类型值为0x88F7,第17bit-30bit是10100,后2bit为01,表示单位是μs,则驻留时间信息Tadj为20μs,第33bit-46bit是1111,最后2bit为01,表示单位是μs,则出入时间戳信息Dt为15μs。二层以太帧数据封装的具体处理流程与实施例一中类似,不再赘述。
实施例五:
基于二层以太帧封装本节点驻留时间信息Tadj、本节点出入时间戳信息Dt以及跳数信息n,网络控制节点将允许驻留时间信息下至转发路径上对应的网络转发节点。其中,本节点驻留时间信息Tadj表征总延时信息Tall。
其报文的封装格式如图16A所示,第1-16bit是头标签,为deadline tag(D-TAG)类型值;第17bit-28bit表示总延时信息Tall,第29bit-30bit表示单位,00、01、10和11分别表示ns、μs、ms和s;第31bit-42bit表示本节点出入时间戳信息Dt,第43bit-44bit表示单位,00、01、10和11分别表示ns、μs、ms和s;最后4bit表示跳数信息n。
具体的,如图16B所示,前16bit的以太类型值为0x88F8,第17bit-28bit是111100,后2bit为01,表示单位是μs,则总延时信息Tall为60μs,第31bit-42bit是1111,后2bit为01,表示单位是μs,则出入时间戳信息Dt为15μs,最后8bit是11,则跳数m为3。二层以太帧数据封装的具体处理流程与实施例三中类似,不再赘述。
本申请实施例的方案,网络转发节点在对报文进行封装处理时,在报文中添加本节点驻留时间信息和本节点出入时间戳信息,从而通过报文将本节点驻留时间信息和本节点出入时间戳信息携带至下游网络转发节点,以使下游网络转发节点能够依据上一跳的驻留时间信息和出入时间戳信息,动态调整驻留时间信息,并基于调整后的驻留时间信息实现报文的调度转发,能够在时间敏感网络中提供确定的端到端时延。
可以理解的是,本申请实施例中尽管在附图中以特定的顺序描述操作,但是不应将其理解为要求按照所示的特定顺序或是串行顺序来执行这些操作,或是要求执行全部所示的操作以得到期望的结果。在特定环境中,多任务和并行处理可能是有利的。
进一步可以理解的是,上文对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
本申请实施例还提供了一种网络设备,如图17所示,该网络设备900包括但不限于:
处理器910和存储器920;
存储器920上存储有程序指令,程序指令当被处理器910执行时使得处理器910执行如上任意实施例描述的报文处理方法。
在一个具体的实施例中,上述的网络设备可以用于实现上述方法实施例中的入节点对应的报文处理方法的各个步骤。
在另一个具体的实施例中,上述的网络设备可以用于实现上述方法实施例中的中间节点对应的报文处理方法的各个步骤。
应能理解的是,上述处理器910和存储器920可以通过总线或者其他方式连接。
应能理解的是,该处理器910可以采用中央处理单元(Central Processing Unit,CPU)。该处理器还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门矩阵(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910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。
存储器920作为一种非暂态计算机可读存储介质,可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序,如本申请任意实施例描述的网络设备侧执行的报文处理方法。处理器910通过运行存储在存储器920中的非暂态软件程序以及指令,从而实现上述的网络设备侧执行的报文处理方法。
存储器920可以包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序;存储数据区可存储执行上述的网络设备侧执行的报文处理方法或者频谱感知模型的训练方法。此外,存储器920可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非暂态存储器,比如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中,存储器920可选包括相对于处理器910远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至该处理器910。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
实现上述的网络设备侧执行的报文处理方法所需的非暂态软件程序以及指令存储在存储器920中,当被一个或者多个处理器910执行时,执行本申请任意实施例提供的网络设备侧执行的报文处理方法。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质存储有程序指令,程序指令被计算机执行时,实现如上任意实施例描述的报文处理方法。
在一个具体的实施例中,上述的计算机可读存储介质可以用于实现上述方法实施例中的网络转发节点对应的报文处理方法的各个步骤。
在另一个具体的实施例中,上述的计算机可读存储介质可以用于实现上述方法实施例中的网络控制节点对应的报文处理方法的各个步骤。
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,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)。
本申请实施例提供一种计算机程序产品,计算机程序产品存储有程序指令,程序指令在计算机上运行时,使得计算机实施如上任意实施例描述的报文处理方法。
在一个具体的实施例中,上述的计算机程序产品可以用于实现上述方法实施例中的网络转发节点对应的报文处理方法的各个步骤。
在另一个具体的实施例中,上述的计算机程序产品可以用于实现上述方法实施例中的网络控制节点对应的报文处理方法的各个步骤。
以上是对本申请的较佳实施进行了具体说明,但本申请并不局限于上述实施方式,熟悉本领域的技术人员在不违背本申请精神的。共享条件下还可作出种种等同的变形或替换,这些等同的变形或替换均包括在本申请所限定的范围内。
Claims (23)
1.一种报文处理方法,应用于网络转发节点,所述方法包括:
对接收到的报文进行封装处理,得到封装后的报文,所述封装后的报文包括本节点驻留时间信息和本节点出入时间戳信息。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述报文包括引导标签;所述封装处理包括:
获取本节点允许驻留时间信息;
从所述引导标签包括的第一时间字段中获取上一跳驻留时间信息,以及从所述引导标签包括的第二时间字段中获取上一跳出入时间戳信息;
根据所述本节点允许驻留时间信息、所述上一跳驻留时间信息和所述上一跳出入时间戳信息确定所述本节点驻留时间信息;
将所述第一时间字段中的所述上一跳驻留时间信息更换为所述本节点驻留时间信息。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述获取本节点允许驻留时间信息包括以下之一:
在所述报文与本节点对应的段标签中获取所述本节点允许驻留时间信息;
或者,
弹出所述报文的栈顶标签,所述栈顶标签为节点标签,从预设的标签转发表中查找与所述节点标签对应的本节点允许驻留时间信息。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述报文包括引导标签;所述封装处理包括:
从所述引导标签包括的第一时间字段中获取上一跳驻留时间信息,以及从所述引导标签包括的第二时间字段中获取上一跳出入时间戳信息;
根据所述上一跳驻留时间信息以及所述上一跳出入时间戳信息,确定所述本节点驻留时间信息;
将所述第一时间字段中的所述上一跳驻留时间信息更换为所述本节点驻留时间信息。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述报文包括引导标签;所述封装处理包括:
获取所述报文的入时间戳和出时间戳;
根据所述出时间戳和所述入时间戳的差值确定所述本节点出入时间戳信息;
将所述本节点出入时间戳信息写入所述引导标签包括的第二时间字段中。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述报文包括引导标签;所述封装处理包括:
确定本节点的跳数信息,将所述本节点的跳数信息写入所述引导标签包括的跳数字段中。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法,其特征在于,所述引导标签还包括标签字段,所述标签字段用于通过固定标签值标识所述引导标签。
8.根据权利要求1-6任一项所述的方法,其特征在于,所述引导标签还包括头标签,所述头标签用于通过固定标签值标识所述报文的以太类型。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述报文包括多个段标签,每个段标签对应所述报文的转发路径上的一个网络转发节点;
所述封装处理包括:
获取本节点允许驻留时间信息;
从上一跳节点对应的段标签包括的第一时间字段中获取上一跳驻留时间信息,以及从上一跳节点对应的段标签包括的第二时间字段中获取上一跳出入时间戳信息;
根据所述本节点允许驻留时间信息、所述上一跳驻留时间信息和所述上一跳出入时间戳信息确定所述本节点驻留时间信息;
将所述本节点驻留时间信息写入所述本节点对应的段标签包括的第一时间字段中。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述获取本节点允许驻留时间信息包括以下之一:
在本节点对应的段标签包括的第三时间字段中获取所述本节点允许驻留时间信息;
或者,
从所述本节点对应的段标签包括的节点标签字段中获取所述本节点对应的节点标签,从预设的标签转发表中查找与所述本节点的节点标签对应的本节点允许驻留时间信息。
11.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述报文包括多个段标签,每个段标签对应所述报文的转发路径上的一个网络转发节点;
所述封装处理包括:
从上一跳节点对应的段标签包括的第一时间字段中获取上一跳驻留时间信息,从上一跳节点对应的段标签包括的第二时间字段中获取上一跳出入时间戳信息;
根据所述上一跳驻留时间信息以及所述上一跳出入时间戳信息,确定所述本节点驻留时间信息;
将所述本节点驻留时间信息写入所述本节点对应的段标签包括的第一时间字段中。
12.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述报文包括多个段标签,每个段标签对应所述报文的转发路径上的一个网络转发节点;
所述封装处理包括:
获取所述报文的入时间戳和出时间戳;
根据所述出时间戳和所述入时间戳的差值确定所述本节点出入时间戳信息;
将所述本节点出入时间戳信息写入所述本节点对应的段标签包括的第二时间字段中。
13.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述报文包括多个段标签,每个段标签对应所述报文的转发路径上的一个网络转发节点;
所述封装处理包括:
确定本节点的跳数信息,将所述本节点的跳数信息写入所述本节点对应的段标签包括的跳数字段中。
14.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述报文包括标签栈;
所述封装处理包括:
获取所述标签栈的栈底标签;
从所述栈底标签包括的第一时间字段中获取上一跳驻留时间信息,以及从所述栈底标签包括的第二时间字段中获取上一跳出入时间戳信息;
根据所述上一跳驻留时间信息以及所述上一跳出入时间戳信息,确定所述本节点驻留时间信息;
将所述第一时间字段中的所述上一跳驻留时间信息更换为所述本节点驻留时间信息。
15.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述报文包括标签栈;
所述封装处理包括:
获取所述报文的入时间戳和出时间戳;
根据所述出时间戳和所述入时间戳的差值确定所述本节点出入时间戳信息;
将所述本节点出入时间戳信息写入所述标签栈的栈底标签包括的第二时间字段中。
16.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述报文包括标签栈;
所述封装处理包括:
确定本节点的跳数信息,将所述本节点的跳数信息写入所述标签栈的栈底标签包括的跳数字段中。
17.一种报文处理方法,应用于网络控制节点,所述方法包括:
确定报文的转发路径;
根据所述转发路径确定所述报文的时延信息;
将所述时延信息下发给所述转发路径上的网络转发节点,以使所述网络转发节点根据所述时延信息对接收到的所述报文进行封装处理以得到封装后的报文,所述封装后的报文包括本节点驻留时间信息和本节点出入时间戳信息。
18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述时延信息包括多个网络转发节点对应的允许驻留时间信息;
所述将所述时延信息下发给所述转发路径上的网络转发节点,包括:
获取所述多个网络转发节点对应的节点标签,得到所述节点标签和所述允许驻留时间信息的映射关系;
将所述节点标签和所述允许驻留时间信息的映射关系发送给对应的网络转发节点,以使所述网络转发节点根据所述节点标签和所述允许驻留时间信息的映射关系确定所述本节点驻留时间信息。
19.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述时延信息包括多个网络转发节点对应的允许驻留时间信息;
所述将所述时延信息下发给所述转发路径上的网络转发节点,包括:
针对每个所述网络转发节点对应的允许驻留时间信息,在所述报文包括的与所述网络转发节点对应的的段标签中写入所述允许驻留时间信息;
将所述报文下发给转发路径上的网络转发节点,以使所述网络转发节点根据所述报文携带的所述允许驻留时间信息确定所述本节点驻留时间信息;
其中,所述报文包括多个段标签,每个所述段标签对应一个所述网络转发节点。
20.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述时延信息包括总时延信息,所述总时延信息指示所述报文在所述转发路径上的总时延值;
所述将所述时延信息下发给所述转发路径上的网络转发节点,包括:
将所述总时延信息写入所述报文中;
将所述报文下发给转发路径上的网络转发节点,以使所述网络转发节点根据所述报文携带的所述总时延信息确定所述本节点驻留时间信息。
21.一种网络设备,其特征在于,包括:
处理器和存储器;
所述存储器上存储有程序指令,所述程序指令当被所述处理器执行时使得所述处理器执行:如权利要求1-20任一项所述的报文处理方法。
22.一种计算机可读存储介质,其特征在于,存储有程序指令,所述程序指令被计算机执行时,实现:
如权利要求1-20任一项所述的报文处理方法。
23.一种计算机程序产品,其特征在于,所述计算机程序产品存储有程序指令,所述程序指令在由计算机执行时,使得所述计算机实施:
如权利要求1-20任一项所述的报文处理方法。
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