一种发送报文的方法、设备和系统技术方案

本申请实施例涉及一种报文发送的方法，在该方法中，网络设备接收报文，该网络设备识别出所述报文所属的流为已预留资源的时延敏感流量，所述已预留资源中包括所述流在一个时间窗内可发送的报文数；然后，所述网络设备根据所述流在一个时间窗内可发送的报文数以及所述一个时间窗内累计发送报文的情况用于发送所述流的队列中已存在的报文数将所述报文安排在特定的时间窗发出。该方法可以增加延时敏感流量的使用带宽，提高带宽利用率。提高带宽利用率。提高带宽利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种发送报文的方法、设备和系统


[0001]本申请实施例涉及网络传输领域，特别涉及一种发送报文的方法、设备和系统。

技术介绍

[0002]时延敏感网络一般指应用在工业控制等特殊领域的通信网络，一般来说该种网络对特定流量的发送端到接收端的端到端的时延有上限要求。如果报文到达目的地的时间晚于承诺时间，报文可能失去了时效性而变为无效。
[0003]一般来说，对于时延敏感流量，需要在其所处的网络的端到端路径上的各个节点，端口等层面为该流量预留一定资源，从而防止其在传输过程中发生不可预测的拥塞，产生额外的排队时延。
[0004]目前现有技术采用全局时钟同步的方法来发送时延敏感流量。该方法首先对全网所有节点的时钟有严格的同步要求，其次整个网络维护统一的时间窗节拍。全网所有节点上静态配置了各端口在每个时间窗的入队队列。网络设备在接收到报文后，按照当前全局时钟处在的时间窗将报文加入到相应出端口的队列中，加入的队列将在下一个时间窗被打开，报文被调度发出。
[0005]为了满足延时敏感流量的时延上限要求，上述方法在使用过程中有两个约束。约束1：上游网络设备在时间窗N发送出来的报文务必要要在下一网络设备的时间窗N内收到。约束2：当前网络设备在时间窗N内收到的报文务必要在时间窗N内进入队列。如此，在报文从源端发送到目的端的过程中，报文在所经过的每个网络设备上都能保证网络设备在第N个时间窗收到的报文，一定能在第N+1个时间窗内发送出去，并且该报文会在下一节点的第N+1个时间窗内收到。那么报文的端到端时延的最大值便是(K+1)*T，其中，K是报文在网络中经历的跳数，T是全局统一的时间窗宽度。如此，便具有可承诺的传输时延。
[0006]按照上述方法，报文的入队、出队时序如图1所示。由图1可看出，由于网络设备之间可能存在传输时延以及网络设备内部可能存在报文处理时延，因此，源端所发送报文需要经历传输时延和报文处理时延才能恰好在图1中所示的一个时间窗最末尾到达下一网络设备的队列，这就要求源端不能晚于某个时刻发送报文，否则，报文将无法保证在同一个时间窗内入队。
[0007]也就是说，为了保证延时敏感流量的具有可承诺的时延上限，源端只能使用每个时间窗内的很小的部分时间用于发送时延敏感流量。例如，假设全网统一时间窗时间为30us，网络节点相距1千米，网络节点的报文处理时延是20us，链路的传输速率是10Gbps。按上述方法，可供时延敏感流量使用的带宽将少于1.6Gbps(1Km光纤传输时延5us，在30us时间窗内有5us传输时延和20us报文处理时延无法使用，能够使用的带宽(30us
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20us
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5us)/30us x10Gbps＝1.6Gbps)。由此可见，现有技术可供时延敏感流量使用的带宽较少，资源利用率低。

技术实现思路

[0008]本申请实施例提供了一种发送报文的方法、设备和系统和存储介质，可以增加延时敏感流量的使用带宽，提高带宽利用率。
[0009]第一方面，本申请实施例提供了一种发送报文的方法，该方法应用于传输系统中的网络设备，在该方法中，网络设备接收报文，并识别出所述报文所属的流为已预留资源的时延敏感流量，所述已预留资源中包括所述流在一个时间窗内可发送的报文数。然后，该网络设备根据所述流在一个时间窗内可发送的报文数以及所述一个时间窗内累计发送报文的情况用于发送所述流的队列中已存在的报文数将所述报文安排在特定的时间窗发出。
[0010]本申请实施例中的报文的输出时间窗是根据实时的信息(如，一个时间窗内累计发送报文的情况)动态确定的，而不是完全按照静态配置来确定。采用这种方式，可以增加发送报文过程中的灵活性，传输设备只需保证每个时间窗内发送的报文数量符合一个时间窗内可发送的报文数就可以了，而不用对每个报文的发送时间进行约束。也就是说，网络设备可以在一个时间窗内发送的报文数量达到可发送的报文数量后，将下一报文安排到下一个时间窗来发送。因此，采用这种方式，网络设备就可将上游设备在一个时间窗内任意时间点发送的报文，安排到一个合适的时间窗发出，从而避免了对上游设备发送报文的时间产生约束，提升时延敏感流量的可利用带宽，减少带宽的资源浪费。
[0011]在一种可能的实现方式中，所述网络设备中预先配置有用于发送所述流的队列资源预留信息以及流量资源预留信息。该队列资源预留信息中包括用于发送所述流的队列以及所述队列的入队时序和输出时序，所述入队时序用于定义每个时间窗的入队队列，所述输出时序用于定义每个时间窗内各队列的开关状态。该流量资源预留信息中记录有所述流当前的入队队列以及用于表示所述当前的入队队列中的报文数的报文计数。其中，所述一个时间窗内累计发送报文的情况为所述当前的入队队列中的报文数。
[0012]相应的，所述网络设备根据所述流在一个时间窗内可发送的报文数以及所述一个时间窗内已累计发送的报文数将所述报文安排在特定的时间窗发出，包括：
[0013]所述网络设备确定所述报文的到达时间窗，所述到达时间窗为所述报文到达时所述网络设备时出端口的时间窗；查询当前的入队队列中的报文数；根据所述到达时间窗，所述队列的入队时序，所述流在一个时间窗内可发送的报文数以及当前的入队队列的报文数确定所述流的入队队列；将所述报文加入到确定出的所述流的入队队列中；在所述输出时序中定义的打开所述报文所在队列的时间窗打开所述报文所在队列，将所述报文发出。
[0014]本实施例中，由于每个时间窗都能按照要求的数量来发送报文，从结果上来说，延时敏感流量也仍然具有可承诺的端到端延时。也就是说，本实施例通过定义基于时间窗的入队时序和输出时序，可以控制报文在传输过程中的总时延，不需要通过约束发送时间严格控制每个网络设备中的时延。既能保证延时敏感流量具有可承诺的端到端延时，又能提升时延敏感流量的可利用带宽，减少带宽的资源浪费。
[0015]在一种可能的实现方式中，前述网络设备根据所述到达时间窗，所述队列的入队时序，所述流在一个时间窗内可发送的报文数以及当前的入队队列的报文数确定所述流的入队队列，具体包括：所述网络设备在所述当前的入队队列的报文数已达到一个时间窗内可发送的报文数的情况下，将所述到达时间窗的下一时间窗的入队队列确定为所述流的入队队列；或者，在所述当前的入队队列的报文数未达到一个时间窗内可发送的报文数的情
况下，将所述到达时间窗的入队队列确定为所述流的入队队列。
[0016]本实施例中，通过动态的切换入队队列，可以在一个时间窗内发送的报文数量达到可发送的报文数量后，将下一报文安排到下一个时间窗来发送，增加了灵活性，在提升时延敏感流量的可利用带宽的同时，也能保证时间窗内发送的报文满足时间窗内发送报文的数量要求，符合延时敏感流量的流量特征要求。
[0017]在一种可能的实现方式中，所述入队时序中，一个时间窗还有一个备选入队队列，其中，上一个时间窗的备选入队队列为下一个时间窗的入队队列。
[0018]相应的，前述所述网络设备根据所述到达时间窗，所述队本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种报文发送的方法，其特征在于，所述方法包括：网络设备接收报文；所述网络设备识别出所述报文所属的流为已预留资源的时延敏感流量，所述已预留资源包括所述流在一个时间窗内可发送的报文数；所述网络设备根据与所述报文对应的到达时间窗以及所述一个时间窗内可发送的报文数，确定与所述报文对应的第一队列，其中，所述第一队列是入队队列；所述网络设备将所述报文入队第一队列；所述网络设备在发送时间窗打开所述第一队列，发送所述报文。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络设备根据与所述报文对应的到达时间窗以及所述一个时间窗内可发送的报文数，确定与所述报文对应的第一队列，包括：所述网络设备在与所述到达时间窗对应第二队列的报文数已达到所述一个时间窗内可发送的报文数的情况下，将与所述到达时间窗的下一时间窗对应的队列确定为所述第一队列。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络设备根据与所述报文对应的到达时间窗以及所述一个时间窗内可发送的报文数，确定与所述报文对应的第一队列，包括：所述网络设备在与所述到达时间窗对应的第二队列的报文数未达到所述一个时间窗内可发送的报文数的情况下，将与所述到达时间窗对应的队列确定为所述流的所述第一队列。4.如权利要求1
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3任一项所述的方法，其特征在于，所述网络设备中预先配置有用于发送所述流的队列资源预留信息以及流量资源预留信息；所述队列资源预留信息中包括用于发送所述流的队列以及所述队列的入队时序和输出时序；所述流量资源预留信息中记录有所述流当前的入队队列以及用于表示所述当前的入队队列中的报文数的报文计数。5.如权利要求1
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4任一项所述的方法，其特征在于，所述输出时序中，第M个时间窗的入队队列在第M+1个时间窗为打开状态，在其它时间窗为关闭状态，M为大于等于1的整数。6.如权利要求1
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4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在确定出所述流的入队队列后，根据确定的入队队列更新流量资源预留信息中记录的入队队列；所述网络设备在每次更新所述记录的入队队列时，将所述流量资源预留信息中记录的报文数恢复初始值，并在每次向更新后的入队队列加入报文的时候，对所述报文数进行累计。7.如权利要求1
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4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述网络设备预先为所述流预留资源，在所述预留资源的过程中配置流量资源预留信息。8.一种网络设备，其特征在于，所述网络设备包括接收模块和处理模块；所述接收模块，用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张镇星，李楠，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：