一种基于TSN的IPv6网络方法技术

本发明专利技术公开了一种基于TSN的IPv6网络方法，属于网络数据传输技术领域；基于IPv6三层协议，根据本发明专利技术定义的帧格式、路径规划方法和本地确定性决策方法，可以支撑网络的快速部署，提高运行效率；通过基于TSN的IPv6网络方法，解决TSN基于二层、需要集中化管理的问题，大幅降低TSN管理运维的难度；通过本地确定性决策算法大幅提高网络利用效率，避免因为需要确定性而损失以太网包分复用的灵活性和弹性。确定性而损失以太网包分复用的灵活性和弹性。确定性而损失以太网包分复用的灵活性和弹性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于TSN的IPv6网络方法


[0001]本专利技术属于网络数据传输
，具体涉及一种基于TSN的IPv6网络方法。

技术介绍

[0002]在电力网络、交通网络、煤矿网络等重点行业网络中，网络的确定性成为明确的趋势。TSN（时间敏感网络）重构以太网，其IEEE 802.1Qbv协议簇规范了利用时隙（Time Slot）进行流量调度，以实现网络报文传输时延的确定性。当前的TSN基于二层交换，存在泛洪、广播风暴等问题。另外，需要集中控制器管理，基于每个业务去配置每个网络节点的Time Slot，管理控制算法复杂，效率不足，无法支撑网络的弹性变化。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种基于TSN的IPv6网络方法，可以提高网络运行效率。
[0004]一种基于TSN的IPv6网络方法，包括：基于IPv6协议报文发送流量；其中，IPv6协议报文的扩展头中，串联多个分段标识SID，每个分段标识SID的前64bit数据为路径信息，具体为网络节点地址，后64bit数据为流量转发所需求的最小时隙；分段标识SID按照流量转发路径信息中节点顺序依次排列；流量转发时，根据分段标识SID中的路径信息和最小时隙需求信息从源节点转发到第一个分段标识SID中的节点，在该节点中，判断本节点到下一个节点的带宽是否大于或者等于所述最小时隙：如果带宽大于或者等于所述最小时隙，则转发到所述流量转发路径下一节点，依次类推，直到转发到目的节点；如果带宽小于所述最小时隙，则将流量切分成两部分，前一部分流量大小为本节点到下一节点的带宽，将分段标识SID中所需求的最小时隙的值改为该带宽的值；并将该前一部分流量按照所述流量转发路径进行转发；对于后一部分流量，重新规划转发路径，并将报文中分段标识SID中所需求的最小时隙的值改为后一部分流量大小，按照重新规划转发路径转发后一部分流量；在目的节点，将所述流量转发路径和所述重新规划转发路径转发的流量进行拼接。
[0005]较佳的，所述流量转发路径根据OSFP或BGP路由协议确定。
[0006]本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提供了一种基于TSN的IPv6网络方法，基于IPv6三层协议，根据本专利技术定义的帧格式、路径规划方法和本地确定性决策方法，可以支撑网络的快速部署，提高运行效率；通过基于TSN的IPv6网络方法，解决TSN基于二层、需要集中化管理的问题，大幅降低TSN管理运维的难度；通过本地确定性决策算法大幅提高网络利用效率，避免因为需要确定性而损失以太网包分复用的灵活性和弹性。
附图说明
[0007]图1为本专利技术的IPv6报文的扩展头结构；图2为本专利技术实施例中业务转发的路径规划示意图；图3为本专利技术的实施例中业务转发的重新决策路径示意图。
具体实施方式
[0008]下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。
[0009]针对TSN网络管理控制难度高、效率不足的问题，本专利技术提出了基于TSN的IPv6网络方法，重新定义了SRv6的SID(128bit)，其中前64bit代表目的节点，后64bit代表需要的时隙大小。重构后SRv6与TSN结合，首先避免了二层网络带来的泛洪、广播风暴问题，并将集中管理演进为分布式管理，源节点规划路径，每个网络节点独立规划时隙（Time Slot）。
[0010]本专利技术的基于TSN的IPv6网络方法技术包括帧格式、路径规划方法和本地确定性决策方法三个主要部分。
[0011]一、帧格式：基于IPv6协议进行扩展，重新定义分段标识SID的内容，如图1所示：确定性业务被IPv6承载，在IPv6报文的扩展头中，串联多个分段标识SID，每个分段标识SID的前64bit数据为路径信息（Path），具体为网络节点地址，后64bit数据为流量转发的时隙需求信息（Time ReQ）。分段标识SID按照流量转发路径的节点顺序依次排列，路径信息由源节点指定，每一跳转发通过指针上移，寻找到下一个网络节点，最终发到目的节点。其中Time ReQ信息表示该流量需要的最小时隙大小，交换基于Time ReQ进行相关的时隙选择，进行确定性处理。
[0012]二、路径规划方法：路径规划方法可以基于成熟的OSFP、BGP等路由协议，如图2所示，确定性流量希望从节点1发送到节点6。
[0013]节点1根据路由协议，形成达到最终目的节点6的路径，由节点1出发，经过节点2和节点5，最终达到节点6。则由节点1基于IPv6扩展头部，在报文中添加链表，包含路径信息和时隙需求信息Time ReQ。并将目的地修改为节点2，选择时隙进行确定性发送。
[0014]在节点2，通过针对IPv6扩展头内的链表上移，选择目的节点5，修改为下一跳目的地址，并根据10M的带宽需求进入时隙进行确定性转发。
[0015]在节点5重复相同的动作，并最终将流量发送到节点6。
[0016]三、本地确定性决策算法：当某一网络节点出现时隙不足的情况，流量将无法按照源节点规划的路径前进，本专利技术提出的本地确定性决策算法会最大化利用本地时隙的前提下，重新决策路径。该算法是基于TSN的IPv6网络方法的重要枢纽，是去集中化管理的关键。
[0017]如图3所示，当流量达到节点2，节点2发现只有2Mbps的确定性时隙，节点2会首先将流量中前序的2Mbps流量继续通过原路径前进，修改报文中的时隙需求为2Mbps。
[0018]同时，节点2会将后续8Mbps流量引入另一个可达路径，从节点2、节点3、节点4到节点6，并将时隙需求改为8Mbps。
[0019]在目的节点，将两个路径转发的流量进行拼接。
[0020]总的来看，基于TSN的IPv6网络方法通过帧格式、路径规划方法和本地确定性决策方法支撑去集中化管理，并实时根据网路状态更高效率的进行确定性转发。
[0021]综上所述，以上仅为本专利技术的较佳实施例而已，并非用于限定本专利技术的保护范围。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于TSN的IPv6网络方法，其特征在于，包括：基于IPv6协议报文发送流量；其中，IPv6协议报文的扩展头中，串联多个分段标识SID，每个分段标识SID的前64bit数据为路径信息，具体为网络节点地址，后64bit数据为流量转发所需求的最小时隙；分段标识SID按照流量转发路径信息中节点顺序依次排列；流量转发时，根据分段标识SID中的路径信息和最小时隙需求信息从源节点转发到第一个分段标识SID中的节点，在该节点中，判断本节点到下一个节点的带宽是否大于或者等于所述最小时隙：如果带宽大于或者等于所述最小时隙，则转发到所述流量转发路径下一节点，依次类推...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗鑫，宗海峰，吴凡，李静，
申请(专利权)人：北京合众方达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：