[发明专利]用于时间敏感网络的流预留方法、系统和计算机设备

说明书

本发明提供了一种用于时间敏感网络的流预留方法、系统和计算机设备。其中流预留方法包括，网桥根据发端声明报文获取发送终端申请的第一预留带宽信息，并将根据所述第一预留带宽信息得到的预留声明报文转发给若干个接收终端；和/或所述网桥根据接收终端的收端声明报文获取第二预留带宽信息，并将根据所述第二预留带宽信息得到的反馈声明报文转发给若干个所述发送终端。网桥根据发送终端发送的TSN流的相关信息以及端口可获得的传输资源，进行带宽资源调度以及流预留操作，无论在带宽紧缺还是充裕的条件下，均可以充分利用网桥的带宽资源，在避免碰撞且保障TSN流传输性能的同时，提高网桥带宽利用率及其服务效率。

技术领域

本发明属于无线通信资源调度技术领域，尤其涉及一种用于时间敏感网络的流预留方法、系统和计算机设备。

背景技术

近年来，移动通信及物联网的蓬勃发展带来了许多新的应用，如智能制造、智能驾驶等。这些应用在信息传输的低时延、确定性等方面都有着更高的要求。然而，现阶段大部分的工业自动化以及汽车上的通信解决方案都是基于传统以太网实现的，而以太网原本用于处理纯粹的静态非实时数据和保证其可靠性，至于顺序和包延迟等并非作为重要的考虑因素。尽管传统二层网络已经引入了优先级(Priority)机制，三层网络也已内置了服务质量(QoS)机制，但由于多媒体实时流量与普通异步TCP流量存在着资源竞争，导致了过多的时延(Delay)和抖动(Jitter)，使得传统的以太网无法从根本上满足语音、多媒体及其它动态内容等在工业自动化控制、无人驾驶等应用中对实时数据的传输需要。

因而，电气与电子工程师协会(Institute of Electrical and ElectronicEngineers,IEEE)成立了时延敏感网络(Time-Sensitive Networking,TSN)工作小组，针对TSN信息传输制定了一系列标准协议，以实现信息的高可靠、低时延的确定性传输，得到了智能工业、智能驾驶、蜂窝通信等相关行业的广泛关注。其中，IEEE 802.1QAT(IEEEStandard for Local and metropolitan area networks--Media Access Control(MAC)Bridges and Virtual Bridged Local Area Networks,in IEEE Std 802.1Q-2011,vol.,no.,pp.1-1365,31Aug.2011)协议通过在传输通道上传输及注册TSN流的属性来预留流传输所需的带宽，IEEE 802.1QAV协议中的终端与网桥根据此预留带宽来调度流的转发与排队，从而保障流的确定性传输。然而，该协议仅给出流所占用最小带宽计算，不同类别业务所占用的带宽多少并不在协议设计范围内，带宽预留未考虑频带利用率。

基于上述流预留协议，就现有技术中常见的三种流预留方案分别说明如下：

第一种：进入国家日为2010年02月11日，授权公告日为2013年02月13日，申请号为CN200880103143.8，发明名称为“用于桥接网络中的流预留的方法、节点和系统”的发明专利，公开了一种用于桥接网络的流预留方法以及对应的节点和系统，通过发送终端发送声明，对发送的流感兴趣的接收终端将对该流进行注册，且接收终端根据网络中可获得带宽情况进行属性声明，完成端到端的带宽预留。

第二种：公开日为2014年03月25日，公开号为KR20140036343A，发明名称为“Enhanced Stream Reservation Protocol For Audio Video Networks”的韩国发明专利，公开了一种音频视频网络的增强型流预留方法，传输设备也是在开始时将数据流传输到接收设备之前先发送一个传输声明，然后等待接收设备返回的声明信息。传输端口通过声明信息，并检查输出端口上的带宽可用性以确保流预留的有效性。