一种时间敏感网络帧抢占优化方法技术

本发明专利技术涉及一种时间敏感网络帧抢占优化方法，属于网络通信技术领域，包括映射模块、并行缓存模块和抢占调度模块。映射模块根据映射规则，将各类优先级帧映射成MAC帧；并行缓存模块分别缓存tpMAC帧和ntpMAC帧；抢占调度模块根据帧抢占规则在MAC合并子层进行帧抢占。和IEEE Std 802.1Qbu和IEEE Std 802.3br标准定义的帧抢占架构相比，本发明专利技术可以保障eMAC帧时延的基础上降低tpMAC帧的时延。延的基础上降低tpMAC帧的时延。延的基础上降低tpMAC帧的时延。

【技术实现步骤摘要】
一种时间敏感网络帧抢占优化方法


[0001]本专利技术属于网络通信
，涉及一种时间敏感网络帧抢占优化方法。

技术介绍

[0002]实时性和确定性对于分组交换机网络在工业控制领域的成功应用至关重要。随着工业物联网(IIOT)的兴起和相应数据的涌入，流量和带宽问题变得越来越突出。面向控制应用的通信网络在一定程度上始终存在实时性要求；而随着这一类网络中接入的设备数量和支持的应用类型越来越多，系统带宽不足和不同业务类型之间相互隔离共存问题日益凸显。标准以太网虽然获得了巨大的成功，从接入网到骨干网几乎无处不在，但是从机制上无法提供实时性和确定性保证。为此，时间敏感网络(Time Sensitive Network，TSN)应运而生，TSN通过在标准以太网的基础上增加时钟同步、时间感知调度、帧抢占、无缝冗余等技术，实现网络数据传输的实时性和可靠性。
[0003]IEEE Std 802.1Qbu和IEEE Std 802.3br标准共同定义了一种一级帧抢占模型。在该模型中MAC层被分为eMAC层和pMAC层。eMAC层是传输快速帧(eMAC帧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种时间敏感网络帧抢占优化方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：将每个类别的帧分配不同的优先级，适配成时间敏感网络帧；S2：将各个帧根据它们的优先级和时延要求配置成eMAC帧、tpMAC帧和ntpMAC帧；S3：将各类优先级帧映射成eMAC帧、tpMAC帧和ntpMAC帧，并分别在各MAC独立子层进行数据传输；S4：将pMAC层虚拟成tpMAC层和ntpMAC层，在pMAC层上添加并行缓存模块，保持原eMAC层不变；S5：抢占调度模块根据帧抢占规则在MAC合并子层进行帧抢占；S6：接收端根据帧前导码中的帧起始定界符来判断帧的类别和帧是否被切片，将eMAC帧和未被抢占的tpMAC帧，ntpMAC帧直接接收，将被切片的tpMAC帧，ntpMAC帧重新组装为原帧再接收，组装为原帧时，去掉多余的前导码和CRC校验码。2.根据权利要求1所述的时间敏感网络帧抢占优化方法，其特征在于：步骤S2中，将高优先级且有严格时延要求的帧配置为eMAC帧，将中低优先级且有固定时延要求的帧配置为tpMAC帧，将低优先级且无固定时延要求的帧配置为ntpMAC帧。3.根据权利要求2所述的时间敏感网络帧抢占优化方法，其特征在于：步骤S2中，所述eMAC帧沿用一级帧抢占中快速帧的帧格式，ntpMAC帧沿用一级抢占中可抢占帧的帧格式，将tpMAC帧做出新的定义，将“起始帧定界符”SFD修改为“起始tp mPacket分隔符起始片段”SMD
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Tx；用SMD
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E来标识eMAC帧，用SMD
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Sx标识ntpMAC帧，用SMD
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Tx标识tpMAC帧。4.根据权利要求3所述的时间敏感网络帧抢占优化方法，其特征在于：步骤S3中，改变帧抢占帧映射规则，通过在八位基础上增加一位来完成各类优先级帧到各MAC独立子层的映射；定义第九位与低八位分别组合，值为00代表将帧映射到eMAC层进行传输，值为01代表将帧映射到ntpMAC层进行传输，值为10代表将帧映射到tpMAC层进行传输。5.根据权利要求4所述的时间敏感网络帧抢占优化方法，其特征在于：将PCP7、PCP6、PCP5的帧设置为eMAC帧，PCP...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩，王平，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：