[发明专利]一种时间内生确定性融合网络架构及数据通信方法

说明书

本发明公开了一种时间内生确定性融合网络架构及数据通信方法，该网络架构包括：时间内生服务层，用于获取数据的时间需求；时间内生适配层，用于根据所述时间需求调度网络资源进行网络配置；时间内生资源层，用于根据所述网络配置对数据进行传输。基于该网络架构的数据通信方法包括获取数据的时间需求，根据所述时间需求调度网络资源进行网络配置，根据所述网络配置对数据进行传输。对于具有不同的时间需求的数据，通过网络层级间的时间需求传递、信息共享，来实现网络资源的时间适配，进而支撑差异化时间需求的数据传输，提高网络通信的时间保障能力。

技术领域

本发明涉及确定性网络通信技术领域，尤其涉及一种时间内生确定性融合通信网络架构及数据通信方法。

背景技术

随着通信网络技术的逐步发展，网络的业务承载能力得到了显著地提升，主要体现在高带宽、低时延和广连接。高性能的通信网络也促进了互联网新业态的产生，如视频直播、AR/VR、自动驾驶、远程医疗、工业控制等。与此同时，新型网络应用对网络时延及抖动的服务质量提出了更为严格的要求，例如在工业专用网络中控制信令严格要求毫秒级的时延和微秒级的抖动，在广域网中的视频交互类数据也要求端到端的时延小于20ms。这类对于时间的需求促使通信网络从提供尽力而为的服务向提供确定性服务演进。

然而，传统的互联网只能将端到端平均延迟降低到几十毫秒量级，且无法做到严格的时延上限保证。直观上不可控的端到端时延是由网络拥塞带来的长时排队时延导致的，但本质上是由于现存的网络构架以及协议栈体系的两大缺陷导致的。协议栈各层缺乏时间概念：在执行层内的流程时，无法获取数据的时间需求，导致时间保障能力的缺失。

针对上述缺陷，迫切需要探索构建更加完备的支持确定性通信的网络架构，以满足具有差异化实时通信等级的多种网络应用融合组网难题。由于通信网络具有跨学科复杂性系统的特性，要求必须从应用需求出发进行自顶向下的系统设计，才能使成果具有广泛适用意义。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种时间内生确定性融合网络架构及数据通信方法，以解决网络通信的时间保障能力缺失导致的难以保障确定性通信技术问题。

本发明提出的技术方案如下：

本发明实施例第一方面提供一种时间内生确定性融合网络架构，包括：时间内生服务层，用于获取数据的时间需求；时间内生适配层，用于根据所述时间需求调度网络资源进行网络配置；时间内生资源层，用于根据所述网络配置对数据进行传输。

可选地，所述时间内生服务层包括：通用套接字，包括基础通信属性，用于实现所述时间需求为基础需求的数据的传输；高速套接字，包括基础通信属性和通信期限，用于实现所述时间需求为时延保障需求的数据的传输；时间触发套接字，包括基础通信属性和发送时间戳，用于实现所述时间需求为时间确定性需求的数据的传输。

可选地，所述时间内生适配层包括：通用适配模块，用于完成基础的转发路径调度和服务质量优先级配置；时间优先适配模块，用于根据所述通信期限实现转发拥塞控制的调整和转发路径的选择；严格时间触发适配模块，用于根据数据发送的特征信息、时间需求信息、当前网络的资源使用情况实现转发路径和传输时隙的联合调度。