一种基于循环队列集群转发的数据传输方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于循环队列集群转发的数据传输方法、装置及设备，该方法包括：当交换机检测到待传输数据包时，对待传输数据包进行解析，得到解析结果；获取预先规划好的时隙标签队列映射表，进行映射匹配，确定待传输数据包的转发队列和转发时隙，将待传输数据包进行映射入队；通过循环队列集群机制将待传输数据包缓存至对应的奇队列集群或偶队列集群中；基于队列集群中的队列优先级顺序，对缓存的待传输数据包进行发送。通过本发明专利技术提供的基于循环队列集群转发的数据传输方法、装置及设备，通过奇队列集群和偶队列集群缓存待传输数据包，按照队列的优先级顺序进行发送，解决了大规模网络中跨域确定性传输的问题，降低数据确定性调度的复杂度。调度的复杂度。调度的复杂度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于循环队列集群转发的数据传输方法、装置及设备


[0001]本专利技术涉及网络设备领域，具体涉及一种基于循环队列集群转发的数据传输方法、装置及设备。

技术介绍

[0002]随着物联网和5G通信等新一代信息通信技术的发展，传统行业转型升级也加快了步伐。在智能制造中，实时控制、边缘计算及数字孪生等应用场景对低时延、低抖动及高可靠性的传输要求非常严格。时间敏感网络(Time Sensitive Network，TSN)以传统以太网为网络基础，通过时钟同步、数据调度、网络配置等机制，提供确定性数据传输能力。时间敏感网络使用精准时间同步(Precise Time Protocol，PTP)进行时间同步，并结合整形机制、帧抢占等技术，实现流量的确定性传输。
[0003]在现有技术中，循环队列转发机制(Cyclic Queuing and Forwarding，CQF)通过单流过滤和管控机制(Per Stream Filtering and Policing，PSFP)中的时间门控控制时间触发流(Time
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Triggered Flow，TT流)进入缓存队列的时间，并利用TAS(Time Aware Shaper)机制中的输出门控机制(Gate Control List，GCL)控制了TT流离开队列的时间。然而这种方法仅能实现小规模网络的确定性传输，无法实现节点之间链路距离较长的数据传输。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中仅能实现小规模网络的确定性传输，无法实现节点之间链路距离较长的数据传输的缺陷，从而提供一种基于循环队列集群转发的数据传输方法、装置及设备。
[0005]根据第一方面，本专利技术提供一种基于循环队列集群转发的数据传输方法，所述方法包括：
[0006]当交换机检测到待传输数据包时，对所述待传输数据包进行解析，得到解析结果，所述解析结果包括待传输数据包的时隙标签；
[0007]获取预先规划好的时隙标签队列映射表，并基于所述时隙标签和时隙标签队列映射表对所述时隙标签进行映射匹配，确定所述待传输数据包的转发队列和转发时隙，将所述待传输数据包进行映射入队；
[0008]基于转发时隙和映射入队结果，通过循环队列集群机制将待传输数据包缓存至对应的奇队列集群或偶队列集群中；
[0009]基于队列集群中的队列优先级顺序，对缓存的待传输数据包进行发送。
[0010]在一实施例中，在获取预先规划好的时隙标签队列映射表之前，所述方法还包括：
[0011]利用循环队列集群转发跨域确定性调度算法，确定时隙标签队列映射表。
[0012]在一实施例中，所述方法还包括：
[0013]设置循环队列转发机制和循环队列集群转发机制的门控周期和时隙，并建立跨域
网络时隙与周期数学模型；
[0014]设计循环队列集群转发机制的约束条件，并根据所述约束条件设计循环队列集群跨域确定性调度算法。
[0015]在一实施例中，所述通过循环队列集群机制将待传输数据包缓存至对应的奇队列集群或偶队列集群中，包括：
[0016]对所述待传输数据包的字段进行解析，并判断所述待传输数据包是否为时间触发流；
[0017]根据判断结果，确定所述待传输数据包对应的缓存队列。
[0018]在一实施例中，所述方法还包括：
[0019]将所述待传输数据包从接入网内循环队列转发机制进行跨域传输，传输至核心网内循环队列集群转发机制；
[0020]在核心网内，通过循环队列集群转发机制，将所述待传输数据包进行长距离传输；
[0021]将所述待传输数据包从核心网内循环队列集群转发机制进行跨域传输，传输至接入网内循环队列转发机制。
[0022]在一实施例中，所述循环队列转发机制的转发时隙大小和循环队列集群转发机制的转发时隙大小一致。
[0023]根据第二方面，本专利技术提供一种基于循环队列集群转发的数据传输装置，包括：
[0024]输入解析模块，用于当交换机检测到待传输数据包时，对所述待传输数据包进行解析，得到解析结果，所述解析结果包括待传输数据包的时隙标签；
[0025]映射匹配模块，用于获取预先规划好的时隙标签队列映射表，并基于所述时隙标签和时隙标签队列映射表对所述时隙标签进行映射匹配，确定所述待传输数据包的转发队列和转发时隙，将所述待传输数据包进行映射入队；
[0026]队列缓存模块，用于基于转发时隙和映射入队结果，通过循环队列集群机制将时间触发流中的待传输数据包进行缓存至对应的奇队列集群或偶队列集群中；
[0027]输出转发模块，用于基于队列集群中的队列优先级顺序，对缓存的待传输数据包进行发送。
[0028]根据第三方面，本专利技术提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面及其可选实施方式中任一项的基于循环队列集群转发的数据传输方法。
[0029]根据第四方面，本专利技术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计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面及其可选实施方式中任一项的基于循环队列集群转发的数据传输方法。
[0030]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0031]本专利技术实施例提供了一种基于循环队列集群转发的数据传输方法，通过根据待传输数据包的解析结果，将待传输数据包进行映射入队，在时间敏感网络中循环队列转发机制的两个奇偶优先队列的原有基础上，将每个队列扩展成一组队列集群，通过奇队列集群和偶队列集群缓存待传输数据包，并按照队列集群中队列的优先级顺序进行发送，解决了大规模网络中跨域确定性传输的问题，降低数据传输调度的复杂度。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1是本专利技术实施例提出的CQF整形机制原理图；
[0034]图2是本专利技术实施例提出的CSQF整形机制原理图；
[0035]图3是本专利技术实施例提出的CSQF时隙转发示意图；
[0036]图4是本专利技术实施例提出的DIP整形机制原理图；
[0037]图5是本专利技术实施例提出的CQF和DIP机制跨域传输示例图；
[0038]图6是本专利技术实施例提出的一种基于循环队列集群转发的数据传输方法的流程图；
[0039]图7是本专利技术实施例提出的跨域确定性流量整形机制CQCF结构图；
[0040]图8是本专利技术实施例提出的时隙Cycle1时CQF到CQCF跨域传输示意图；
[0041]图9是本专利技术实施例提出的时隙Cyc本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于循环队列集群转发的数据传输方法，其特征在于，所述方法包括：当交换机检测到待传输数据包时，对所述待传输数据包进行解析，得到解析结果，所述解析结果包括待传输数据包的时隙标签；获取预先规划好的时隙标签队列映射表，并基于所述时隙标签和时隙标签队列映射表对所述时隙标签进行映射匹配，确定所述待传输数据包的转发队列和转发时隙，将所述待传输数据包进行映射入队；基于转发时隙和映射入队结果，通过循环队列集群机制将待传输数据包缓存至对应的奇队列集群或偶队列集群中；基于队列集群中的队列优先级顺序，对缓存的待传输数据包进行发送。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取预先规划好的时隙标签队列映射表之前，所述方法还包括：利用循环队列集群转发跨域确定性调度算法，确定时隙标签队列映射表。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：设置循环队列转发机制和循环队列集群转发机制的门控周期和时隙，并建立跨域网络时隙与周期数学模型；设计循环队列集群转发机制的约束条件，并根据所述约束条件设计循环队列集群跨域确定性调度算法。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过循环队列集群机制将待传输数据包缓存至对应的奇队列集群或偶队列集群中，包括：对所述待传输数据包的字段进行解析，并判断所述待传输数据包是否为时间触发流；根据判断结果，确定所述待传输数据包对应的缓存队列。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述待传输数据包从接入网内循环队列转发机制进行跨域传输，传输至核心网内循环队列集群转发机制；在核心网内，通过循环队...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈佳，黄旭，郭阔，刘上，钱东升，高德云，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：