[发明专利]一种基于冗余机制的时间敏感性网络分析系统及方法

说明书

本发明属于互联网技术领域，公开了一种基于冗余机制的时间敏感性网络分析系统及方法，其中冗余模块，转发模块，分析装置构成了整个分析系统，通过冗余模块对输入时间敏感数据的识别，复制，恢复，通过转发模块选择传输，实现音视频业务流的冗余；通过加入分析装置，对网络中存在的失效节点和链路提出了一种高效的分析方法，能够有效的识别网络中的错误节点或者链路，避免失效链路对网络带来的危害，为未来的流媒体音视频网络提供了一种可靠的传输模式，大大提高了时间敏感性网络的网络可靠度以及传输服务质量。

技术领域

本发明属于互联网技术领域，尤其涉及一种基于冗余机制的时间敏感性网络分析系统及方法。

背景技术

随着IT技术的飞速发展，时间关键型应用快速发展，如试听广播(AVB)，汽车工业，工业自动化以及所谓的物联网，需要高度可靠的实时以太网标准来实现对这些技术的支撑，为使得以太网能够满足新兴的应用的确定性需求，2005年，IEEE 802.1任务组制订了AVB，以太网音视频桥接技术(Ethernet Audio Video Bridging)，是一套基于新的以太网架构的用于实时音视频传输的协议集，有效解决了数据在以太网中传输的时序性、低延时和流量整形问题。2012年，IEEE802.1任务组将AVB更名为TSN—时间敏感性网络，其核心就是AVB技术，增加了了几个新的工业标准。近些年，随着现代化网络的飞速发展，各个行业对时间敏感性业务的需求也越来越大，对业务要求和质量也越来越高，在通信领域中，传统的冗余机制已经远远不能满足于现有的应用需求，传统的冗余大多是采用的是双机热备机制，如果节点或者链路失效后，通过操作主机来切换备份设备或者备份线路。传统的冗余在时延上的开销比较大，但是在指挥控制，视频会议等领域；如果在关键业务的进行过程中，也许很短时间的切换时延就会导致很严重后果，比如在军队的指挥控制系统的领域，如果上级通过音视频网络下达作战或者其他关键性的指令时，如果主节点或者备份节点的失效，就会导致一段时间的音视频业务的产生错误，比如掉帧，失去连接等，会产生非常严重的后果；对一些大型的企业和公司来说，在现如今音视频传输质量决定客户选择的时代，更高更可靠的音视频传输质量决定着一个公司的经济效益和前途命运。PRP主要是IEC62439-3发布的IEC 62439-3发布的PRP采用网络节点冗余的方式，以“并行”的冗余模式，从理论上实现了零自愈时间(切换时间为0)的无缝切换效果。PRP协议可以通过驱动层软件、应用层软件或硬件来实现，PRP主要使用在应用层。PRP主要通过DAN(dual attached node)这个设备相互连接两个LAN(局域网)，在DAN设备中通过LRE(Link Redundancy Entity)模块实现两个端口的数据的发送和接收，两个LAN中的交换机与同一个DAN相连接，DAN中具有两个端口，每个端口又分为TX和RX两种，这两个端口分别连接两个局域网。应用层向下发出数据经过LRE，复制产生相同的帧，加入RCT后，分别送到LAN1和LAN2的TX口，接收时两个RX接收到相同的数据后，经过LRE，去掉RCT后丢弃其中一个，送到上层应用层即接收到数据，实现了两个LAN的冗余。

综上所述，现有技术存在的问题是：传统的冗余节点或者链路失效后，通过操作主机来切换备份设备或者备份线路，在时延上的开销比较大。

工业以太网中的生成树协议所带来的问题，生成树协议是由IEEE定义并且制定，需要由交换机实现，生成树协议运行在交换机上生成树算法管理链路，在这个过程中，一旦发现环路生成树协议会自动通过编辑方式阻塞一个或者多个冗余端口，避免了产生的广播风暴，当系统发现主路径工作异常时，交换机自动解除端口阻塞，使新的链路能够使用，但是此种方式故障恢复时间比较长，通过在加入分析系统后，能够零恢复时间实现冗余，出现错误节点和链路时，能够提前侦测到错误节点或者链路，在工业应用领域中，避免了由于切换备份节点或者链路带来的损失。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于冗余机制的时间敏感性网络分析系统及方法。