[发明专利]一种兼容可定义确定性通信以太网

说明书

本发明提供一种兼容可定义确定性通信以太网，该以太网将网络中传输的网络消息分为实时控制消息以及常规消息两类，所述实时控制消息由发送端根据全局同步时间周期在确定时间点触发发送并维持一规定时段，经过交换设备定时触发的高优先级静态流表进行转发并在确定的实时时域内被接收端接收，所述常规消息由发送端在常规时域发送，经过交换设备低优先级动态流表进行转发并在实时性控制消息收发的实时时域外被接收端接收，所述高优先级静态流表以及低优先级动态流表定义网络消息的发送端与接收端，流表通过调度表定义其触发时间以及维持时间，该以太网中的设备根据流表实现基于时间同步进行全局/区域组网，分时域实现确定性通信以及常规通信。

技术领域

本发明涉及一种以太网，尤其涉及一种兼容可定义确定性通信以太网。

背景技术

二十一世纪信息技术的爆发式发展，也为传统工业带来了新的机遇和挑战。而工业4.0的产业数字化转型是以云计算与边缘计算等多种技术能够协同工作的基础的，这就对工业通信领域提出了更高的要求。

以太网相比其他现场总线因较高的带宽和较强的灵活性，在工业生产过程控制场合得到了越来越广泛的应用，但由于以太网的洪泛转发机制导致易拥塞及网络延时大等问题，工业实时控制中必需建设专网，通过网关再与管理信息的以太网链接，会容易形成瓶颈阻碍控制和管理信息的深度融合，降低工业生产过程快捷响应能力。

在此背景下，为了改进以太网的时延和拥塞现象，一系列基于时间同步的高实时性网络概念如时间触发网络TTE和时间敏感网络TSN等被提出。这些网络都是通过如IEEE1588、AS6802等时间同步协议，对整个网络的时间进行全局同步，依据同步的全局时间进行分时调度发送，从而确保关键信息传输的确定性，减少丢包率，提高网络消息实时性。另一方面，这些具有高确定的网络一般都是根据实际应用场景高度定制化的静态网络，使用环境改变时需要重新配置，操作复杂，成本较大且灵活性低。

除针对网络确定性的实时性网络外，在商业以太网的应用中有一种针对网络灵活性的软件定义以太网SDN技术。传统数据交换设备一般由控制面、数据面及管理面组成，而管理面与控制面总是具有较高的耦合性，SDN就是为了将控制面从原先架构中分离出来，形成了应用层、控制层及转发(数据)层三层架构。这样做的好处是可以简化交换设备使其成为受远程软件控制的转发装置，使得网络配置和故障响应都变得更加容易。

为了提升网络灵活性/可定义性、实时性/可确定性以及兼容性，现提出一种兼容可定义确定性通信以太网。

发明内容

为解决以太网中实时性以及灵活性的问题，本发明提供一种兼容可定义确定性通信以太网。