基于有保证时延的转发制造技术

本发明专利技术提供了用于通过网络中的一系列计算节点准时发送数据包的装置和技术。节点从输入网络接口接收数据包，基于从所述数据包中的信息字段中提取的数据，强制实施将所述数据包发送到下一个节点的最早允许时间，确定所述数据包的不早于所述最早允许传输时间的传输时间，基于确定的传输时间，在所述数据包的所述信息字段中存储所述数据包在所述下一个节点处的最小时延的指示，并通过输出网络接口将所述数据包发送到所述下一个节点。述数据包发送到所述下一个节点。述数据包发送到所述下一个节点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于有保证时延的转发


[0001]本专利技术大体上涉及通信网络，具体涉及通过网络传输数据包。

技术介绍

[0002]数据包是计算机网络中由计算节点(例如服务器、路由器或交换机)承载的格式化数据单元。数据包可以在节点处在不同业务流中被接收，可以具有不同的优先级。根据节点的能力和不同的优先级，调度数据包以供发送发送到下一个节点。通常，端到端时延或数据包从发送节点发送到接收节点所需的时间可能会有所不同。然而，对于一些要求在精确时间发送数据包的应用场景来说，这可能成问题。

技术实现思路

[0003]根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于网络中的节点的装置。例如，所述装置可以包括构成节点一部分的电路。所述装置包括：包括指令的非瞬时性存储器；用于接收数据包的一个或多个网络接口；用于传输数据包的一个或多个输出网络接口；与所述非瞬时性存储器通信并耦合到所述多个输入网络接口和所述输出网络接口的一个或多个处理器。所述一个或多个处理器执行所述指令以：从所述一个或多个输入网络接口接收数据包；基于从所述数据包中的信息字段中提取的数据，强制实施将所述数据包发送到所述网络中的下一个节点的最早允许时间；确定所述数据包的不早于所述最早允许传输时间的传输时间；根据确定的传输时间，在所述数据包的所述信息字段中存储所述数据包在所述下一个节点处的最小时延的指示；并通过所述输出网络接口将所述数据包发送到所述下一个节点。
[0004]可选地，在上述方面中，为了计算所述最小时延的所述指示，所述一个或多个处理器还执行所述指令以计算：LATENCY
–
(Ttrans
–
Tarr+MinDelay)，其中LATENCY是所述节点已知的值，Ttrans是所述数据包的所述确定的传输时间，Tarr是所述数据包的到达时间，MinDelay是由从所述数据包中的所述信息字段中提取的所述数据标识的最小时延。
[0005]可选地，在上述方面中，为了计算所述最小时延的所述指示，所述一个或多个处理器还执行所述指令以计算：LATENCY
–
(Ttrans
–
Tarr
–
MinDelay)
–
SerDelay，其中LATENCY是所述节点已知的值，Ttrans是所述数据包的所述确定的传输时间，Tarr是所述数据包的到达时间，MinDelay是由从所述数据包中的所述信息字段中提取的所述数据标识的最小时延，所述数据包的序列化时延SerDelay是所述数据包的大小(以位为单位)除以所述输出网络接口的传输速率(以位/秒为单位)。
[0006]可选地，在上述一些方面中，所述节点在所述数据包的所述到达时间之前预先配置有所述LATENCY。
[0007]可选地，在上述一些方面中，所述一个或多个处理器还执行所述指令，以从所述数据包中的信息字段中提取PRIORITY值，并基于所述PRIORITY值确定所述LATENCY。例如，可以通过按所述PRIORITY值的索引从预先配置的每个PRIORITY时延值的表中读取所述LATENCY来确定所述LATENCY。
[0008]可选地，在上述一些方面中，所述一个或多个处理器还执行所述指令，以根据所述数据包中的每跳优先级信息字段序列和跳数索引确定所述PRIORITY值；接收到所述数据包后的所述跳数索引的值确定所述序列中用作所述PRIORITY值的项的索引；所述跳数索引在所述数据包发送到下一跳之前在所述数据包中递增。
[0009]可选地，在上述方面中，所述一个或多个处理器还执行所述指令，以根据与所述下一个节点的时钟异步的时钟确定所述最小时延。
[0010]可选地，在上述方面中，所述一个或多个处理器还执行所述指令，以基于时间戳仅具有本地意义并从所述节点上电的时间开始计时(例如从0开始)的时钟确定所述传输时间和所述到达时间。
[0011]可选地，在上述方面中，所述数据包处于包括相关数据包序列的业务流中；所述数据包包含一个或多个字段，这些字段共同构成业务流标识符，所述标识符的值对所述业务流的数据包是唯一的；所述一个或多个处理器还执行所述指令以独立于所述业务流标识符确定所述最小时延。
[0012]可选地，在上述一些方面中，所述一个或多个输入网络接口用于接收多个业务流；所述LATENCY不大于每个数据包的突发大小与所述多个业务流中的最大数据包大小之和除以数据包序列化到所述输出网络接口上的速率。
[0013]可选地，在上述方面中，在所述强制实施用于传输所述数据包的所述最早允许时间之后，所述一个或多个处理器执行所述指令以将所述数据包入队到预先存在的调度器中，并且所述调度器确定所述传输时间。
[0014]可选地，在上述方面中，所述一个或多个处理器还执行所述指令，以时延所述数据包通过定时压入先出(Push
‑
On,First
‑
Out，PIFO)队列，其中所述数据包的PIFO等级是对应于所述到达时间与由从所述数据包中的所述信息字段中提取的所述数据标识的最小时延之和的所述最早允许传输时间，所述PIFO队列的头部得到服务的时间不早于其等级。
[0015]可选地，在上述一些方面中，所述一个或多个处理器还执行所述指令以：a)针对PRIORITY的每个值使用单独的定时压入先出(Push
‑
On,First
‑
Out，PIFO)队列，b)根据所述PRIORITY选择要将所述数据包插入其中的PIFO，其中：c)所述数据包的PIFO等级是所述最早允许传输时间，对应于所述到达时间与由从所述数据包中的所述信息字段中提取的所述数据标识的最小时延之和，d)每个定时PIFO的头部得到服务的时间不早于其等级，此时不存在头部能得到服务的更高优先级的定时PIFO。
[0016]可选地，在上述一些方面中，所述一个或多个处理器还执行所述指令，以：a)针对PRIORITY和有效传入NTERFACE索引的可能值的每个组合(PRIORITY、NTERFACE)使用单独的定时FIFO，b)根据所述PRIORITY选择要将所述数据包插入其中的所述FIFO并选择从中接收到所述数据包的所述接口，其中：c)所述数据包的所述定时FIFO等级是所述最早传输时间，对应于所述到达时间与由从所述数据包中的所述信息字段中提取的所述数据标识的最小时延之和，d)定时FIFO的头部在以下情况下得到服务：i)所述FIFO的所述头部的等级等于或先于当前时间，ii)没有PRIORITY更高且可以得到服务的FIFO，iii)没有PRIORITY相同但头部的等级更前的FIFO。
[0017]可选地，在上述方面中，从所述信息字段中提取的所述数据包括在所述节点处经历的额外时延。
[0018]可选地，在上述方面中，从所述信息字段中提取的所述数据包括最小时延值。
[0019]根据本专利技术的第二组方面，提供了一种用于网络中的节点的方法。所述方法包括：从一个或多个输入网络接口接收数据包；基于从所述数据包中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于网络中的节点的装置，其特征在于，所述装置包括：非瞬时性存储器，包括指令；一个或多个输入网络接口，用于接收数据包；输出网络接口，用于传输数据包；与所述非瞬时性存储器通信并耦合到所述一个或多个输入网络接口和所述输出网络接口的一个或多个处理器，所述一个或多个处理器执行所述指令以：从所述一个或多个输入网络接口中的一个输入网络接口接收数据包；基于从所述数据包中的信息字段中提取的数据，强制实施将所述数据包发送到所述网络中的下一个节点的最早允许时间；确定所述数据包的不早于所述最早允许传输时间的传输时间；根据确定的传输时间，在所述数据包的所述信息字段中存储所述数据包在所述下一个节点处的最小时延的指示；通过所述输出网络接口将所述数据包发送到所述下一个节点。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：为了计算所述最小时延的所述指示，所述一个或多个处理器还执行所述指令以计算：LATENCY
–
(Ttrans
–
Tarr
–
MinDelay)，其中LATENCY是所述节点已知的值，Ttrans是所述数据包的所述确定的传输时间，Tarr是所述数据包的到达时间，MinDelay是由从所述数据包中的所述信息字段中提取的所述数据标识的最小时延。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：为了计算所述最小时延的所述指示，所述一个或多个处理器还执行所述指令以计算：LATENCY
–
(Ttrans
–
Tarr
–
MinDelay)
–
SerDelay，其中LATENCY是所述节点已知的值，Ttrans是所述数据包的所述确定的传输时间，Tarr是所述数据包的到达时间，MinDelay是由从所述数据包中的所述信息字段中提取的所述数据标识的最小时延，SerDelay是所述数据包的序列化时延。4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于：所述节点在所述数据包的所述到达时间之前预先配置有所述LATENCY。5.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于：所述一个或多个处理器还执行所述指令，以从所述数据包中的信息字段中提取PRIORITY值，并基于所述PRIORITY值确定所述LATENCY。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述一个或多个处理器还执行所述指令，以根据所述数据包中的每跳优先级信息字段序列和跳数索引确定所述PRIORITY值；接收到所述数据包后的所述跳数索引的值确定所述序列中用作所述PRIORITY值的项的索引；在所述数据包发送到下一跳之前，所述跳数索引在所述数据包中递增。7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于：所述一个或多个处理器还执行所述指令，以根据与所述下一个节点的时钟异步的时钟确定所述最小时延。8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于：
所述一个或多个处理器还执行所述指令，以基于时间戳仅具有本地意义并从所述节点上电的时间开始计时的时钟确定所述传输时间和所述到达时间。9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征在于：所述数据包处于包括相关数据包序列的业务流中；所述数据包包含一个或多个字段，这些字段共同构成业务流标识符，所述标识符的值对所述业务流的数据包是唯一的；所述一个或多个处理器还执行所述指令以独立于所述业务流标识符确定所述最小时延。10.根据权利要求2至9中任一项所述的装置，其特征在于：所述一个或多个输入网络接口用于接收多个业务流；所述LATENCY不大于每个数据包的突发大小与所述多个业务流中的最大数据包大小之和除以数据包序列化到所述输出网络接口上的速率。11.根据权利要求1至10中任一项所述的装置，其特征在于：在所述强制实施用于传输所述数据包的所述最早允许时间之后，所述一个或多个处理器执行所述指令以将所述数据包入队到预先存在的调度器中，并且所述调度器确定所述传输时间。12.根据权利要求1至11中任一项所述的装置，其特征在于：所述一个或多个处理器还执行所述指令，以时延所述数据包通过定时压入先出(Push
‑
On,First
‑
Out，PIFO)队列，其中所述数据包的PIFO等级是对应于所述到达时间与由从所述数据包中的所述信息字段中提取的所述数据标识的最小时延之和的所述最早允许传输时间，所述PIFO队列的头部得到服务的时间不早于其等级。13.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于：所述一个或多个处理器还执行所述指令以：a)针对PRIORITY的每个值使用单独的定时压入先出(Push
‑
On,First
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Out，PIFO)队列，b)根据所述PRIORITY选择要将所述数据包插入其中的PIFO，其中：c)所述数据包的PIFO等级是所述最早允许传输时间，对应于所述到达时间与由从所述数据包中的所述信息字段中提取的所述数据标识的最小时延之和，d)每个定时PIFO的头部得到服务的时间不早于其等级，此时不存在头部能得到服务的更高优先级的定时PIFO。14.根据权利要求5和7至10中任一项所述的装置，其特征在于：所述一个或多个处理器还执行所述指令，以：a)针对PRIORITY和有效传入NTERFACE索引的可能值的每个组合(PRIORITY、NTERFACE)使用单独的定时FIFO，b)根据所述PRIORITY选择要将所述数据包插入其中的所述FIFO并选择从中接收到所述数据包的所述接口，其中：c)所述数据包的所述定时FIFO等级是所述最早传输时间，对应于所述到达时间与由从所述数据包中的所述信息字段中提取的所述数据标识的最小时延之和，d)定时FIFO的头部在以下情况下得到服务：i)所述FIFO的所述头部的等级等于或先于当前时间，ii)没有PRIORITY更高且能得到服务的FIFO，iii)没有PRIORITY相同但头部的等级更前的FIFO。15.根据权利要求1至14中任一项所述的装置，其特征在于：从所述信息字段中提取的所述数据包括在上一个节点经历的额外时延。16.根据权利要求1至15中任一项所述的装置，其特征在于：
从所述信息字段中提取的所述数据包括最小时延值。17.一种用于网络中的节点的方法，其特征在于，所述方法包括：从一个或多个输入网络接口接收数据包；基于从所述数据包中的信息字段中提取的数据，强制实施将所述数据包发送到所述网络中的下一个节点的最早允许时间；确定所述数据包的不早于所述最早允许传输时间的传输时间；在所述数据包的所述信息字段中存储最小时延的指示；通过输出网络接口将所述数据包发送到所述下一个节点。18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括：计算所述最小时延，所述计算所述最小时延包括计算：LATENCY
–
(Ttrans
–
Tarr
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MinDelay)，其中LATENCY是所述节点已知的值，Ttrans是所述数据包的确定的传输时间，Tarr是所述数据包的到达时间，MinDelay是由从所述数据包中的所述信息字段中提取的所述数据标识的最小时延。19.根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于，还包括：计算所述最小时延，所述计算所述最小时延包括计算：LATENCY
–
(Ttrans
–
Tarr
–
MinDelay)
–
SerDelay，其中LATENCY是所述节点已知的值，Ttrans是所述数据包的所述确定的传输时间，Tarr是所述数据包的到达时间，MinDelay是由从所述数据包中的所述信息字段中提取的所述数据标识的最小时延，SerDelay是所述数据包的序列化时延。20.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，还包括：在所述数据包的所述到达时间之前为所述节点预先配置所述LATENCY。21.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，还包括：从所述数据包中的信息字段中提取PRIORITY值，并根据所述PRIORITY值确定所述LATENCY。22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，还包括：根据所述数据包中的每跳优先级信息字段序列和跳数索引确定所述PRIORITY值，其中，接收到所述数据包后的所述跳数索引的值确定所述序列中用作所述PRIORITY值的项的索引，所述跳数索引在所述数据包发送到下一跳之前在所述数据包中递增。23.根据权利要求17至22中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：根据与所述下一个节点的时钟异步的时钟确定所述最小时延。24.根据权利要求17至23中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：根据时间戳仅具有本地意义并从所述节点上电的时间开始计时的时钟确定所述传输时间和所述到达时间。25.根据权利要求17至24中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：独立于业务流标识符确定所述最小时延，其中所述数据包位于包括相关数据包序列的业务流中，所述数据包包含共同构成所述业务流标识符的一个或多个字段，所述标识符的值对所述业务流的数据包是唯一的。26.根据权利要求18至25中任一项所述的方法，其特征在于，所述一个或多个输入网络接口用于接收多个业务流，所述方法还包括：将LATENCY确定为不大于突发大小与所述多个业务流中的最大数据包大小之和除以数
据包序列化到所述输出网络接口上的速率的值。27.根据权利要求17至26中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：在所述强制实施用于传输所述数据包的所述最早允许时间之后，将所述数据包入队到预先存在的调度器中，其中所述调度器确定所述传输时间。28.根据权利要求17至27中任一项所述的方法，其特征在于：所述强制实施所述最早允许传输时间包括时延所述数据包通过定时压入先出(Push
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On,First
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Out，PIFO)队列，其中所述数据包的PIFO等级是对应于所述到达时间与由从所述数据包中的所述信息字段中提取的所述数据标识的最小时...

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