[发明专利]一种基于时延约束的数据发送方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于时延约束的数据发送方法及系统，该方法包括以下步骤：将发送队列划分为eMAC和pMAC两个优先级队列，eMAC的优先级高于pMAC的优先级；将多个待发送数据根据优先级存储至对应的优先级队列中，并计算在无干扰状态下发送eMAC中的第一待发送数据所需的时间，记作理论时延；当第一待发送数据对应的服务原语的执行参数为保持时，根据预设的预期时延、理论时延以及pMAC中的第二待发送数据，计算第一待发送数据发送所需等待的抢占时间，根据抢占时间发送第一待发送数据。本发明实现在满足高优先级帧的时延约束条件下，尽可能的使低优先级数据拥有更多的传送机会，降低其时延，从而提升系统的整体性能，保证业务流传输的相对公平性。

技术领域

本发明涉及以太网通信技术领域，尤指一种基于时延约束的数据发送方法及系统。

背景技术

以太网网络环境下，各个接入网络的设备共享传输介质以及基于变长帧的技术特点，会造成传送时延不确定的问题。例如，在语音视频等时延敏感业务与普通数据业务混合传输时，两种业务类型的数据之间会产生竞争。如果普通数据业务获得优先传输，则时延敏感业务需要等到普通数据业务全部发送完成后才能发送。特别的，当普通数据业务为长帧时，时延敏感业务的帧抖动将过大。另一方面，随着5G时代的到来，对于承载接入设备的低时延要求必不可少，5G承载接入设备一般需要支持时间敏感网络，以实现低时延转发。

IEEE（Institute of Electrical and Electronic Engineers，电气和电子工程师协会）802.3br提出了一种在以太网网络中穿插快速帧的方法，是一种帧抢占框架。这种框架允许一个或者多个快速帧在可抢占帧之前发送。802.3br标准将MAC（Media AccessControl，媒体访问控制）层划分为eMAC（Express Media Access Control，快速媒体访问控制）和pMAC（Preemptable Media Access Control，可抢占的媒体访问控制），在MAC层增加了MAC合并子层（MAC Merge Sublayer），支持快速帧和可抢占帧/普通帧。当快速帧出现时，MAC合并子层通过如下的两种方式来支持抢占：（1）MAC合并子层可抢占当前已经在传送的帧，即打断正在传送的帧，中途插入快速帧；（2）MAC合并子层能够防止可抢占帧的开始发送，即优先发送快速帧。快速帧对应高优先级的时延敏感业务，可抢占帧对应低优先级的普通数据业务。帧抢占框架的实质是，将可抢占帧分成较小的“区段”，让快速帧拥有更优先处理的顺序。这意味着快速帧不必等待可抢占帧传送完成后才开始，从而确保更快速的传输路径，减小时延敏感业务的抖动。

这种方法能够显著的降低时延敏感业务的时延，但也有其不足之处：首先，当系统中存在较多的快速帧时，快速帧会频繁抢占普通帧，抢占开销对系统性能有一定的影响，甚至导致性能显著降低。其次，当一个较长的普通帧被多个快速帧抢占时，普通帧可能一直得不到服务而出现长时间的等待，无法保证数据传输的相对公平性，甚至系统因普通帧的长时间无法传送而出现异常。再次，即使快速帧存在着更快传输的潜力，一部分应用场景对快速帧的要求并非越快越好，而是能满足一定的约束条件即可。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于时延约束的数据发送方法及系统，实现在满足高优先级帧的时延约束条件下，尽可能的使低优先级数据拥有更多的传送机会，降低其时延，从而提升系统的整体性能，保证业务流传输的相对公平性。

本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种基于时延约束的数据发送方法，所述方法包括以下步骤：

将发送队列划分为eMAC和pMAC两个优先级队列，所述eMAC的优先级高于所述pMAC的优先级；

将多个待发送数据根据优先级存储至对应的优先级队列中，并计算在无干扰状态下发送所述eMAC中的第一待发送数据所需的时间，记作理论时延；