[发明专利]一种网络数据包的高精度时空标签生成和嵌入方法

权利要求书

1.一种网络数据包的高精度时空标签生成和嵌入方法，其特征在于，包括：

时空信息网络中的路由器设备通过专用时频接口与外部时频基准实现时频同步，通过不同的定位手段或基于人工测量获得自身空间位置信息，将现实空间的时空基准延伸至网络空间，使路由器工作在统一的时空基准下；

路由器设备在物理层芯片记录数据报文进入和离开设备的时刻信息生成时间戳；根据数据流量按照指定的采样策略，以全量数据包或采样数据包方式打时间戳；空间戳信息来自于具备自定位能力的信源以及传递链路中经过路由器设备的位置信息；路由器基于时间戳和空间戳生成时空标签；

路由器设备将生成的时空标签按照特定的时空标签协议格式封装到数据业务报文的段路由扩展头SRH扩展头中；路由器设备将数据报文在设备入口和出口产生的时空标签及报头信息上报给控制器，控制器对路由器上报的时空标签信息进行处理整合存储，支撑时空数据服务和应用。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的专用时频接口包括：路由器设备与时频网的专用时频信号连接接口，用于实现路由器内部时间与外部时间基准的时频同步，使用路由器工作在国家时空安全体系统一的时间基准下，将现实空间统一的时间基准延伸至网络空间；专用时频信号接口为电信号传输的物理接口形式，包括基于1588v2协议或白兔协议的RJ45接口，以及1PPS和10MHz时频信号传输的SMA、TNC、BNC模拟信号接口，路由器设备支持SMA一种接口形式，或同时支持SMA和RJ45多种接口形式来实现内外时频同步。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的空间位置信息获取手段包括：设备自身具备定位能力和路由器通过预置位置信息的方式获取，数据报文产生的信源是各类不同的终端设备，终端本身利用定位功能获取信源本身的位置信息，数据报文经过的路由器设备与控制器通过Netconf协议获取预置的位置信息，产生空间戳生成时空标签。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的在物理层Mac芯片生成时间戳靠近路由器入口和出口的硬件接口侧，时间戳精度优于5ns。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的采样策略包括：在采样报文打戳模式中，路由器设备按照采样时间周期和采样频度对数据业务报文进行采样，每个周期采样一个报文标记时间戳和空间戳，生成时空标签，向控制器上报数据业务报文的周期号、进入和离开路由器设备的时空标签信息；

在全量报文打戳模式中，路由器设备对每个数据业务报文都采样，记录每个数据业务报文经过路由器设备的入口和出口的时间戳和空间戳，生成时空标签，向控制器上报数据业务报文进入和离开路由器设备的时空标签信息。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的时空标签协议包括：时空标签协议报文内容与格式，时空标签协议报文规定了IP网络中同时传递时间戳、空间戳信息和业务数据信息的格式；

在网络节点路由器设备上采用基于IPv6的SRv6头部报文封装时空标签方法将时间戳、空间戳信息与数据信息融合，具备随流检测方法定义的数据字段信息，用于唯一标识时空标签报文，并且具备定义识别时空标签数据类型和内容的字段信息。

7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括：所述时空标签的生成与嵌入具体在网络中有“逐跳”和“端到端”两种应用模式；

在逐跳模式中，在数据业务报文经过的每一个路由器设备的入口和出口都记录时间信息，在数据业务报文进入路由器设备时记录时间戳T，在数据业务报文离开路由器设备前记录时间戳T'，将数据业务报文发送给下一跳路由器，同上一跳一样记录时间戳，从首节点直至尾节点，路由器设备将生成的时空标签通过Telemetry协议上报给控制器；

在端到端模式中，在数据业务报文进入网络的首节点路由器入口处记录时间戳T，在数据业务报文离开网络的尾节点路由器出口处记录时间戳T'，进而将数据业务报文发送给目的设备，路由器设备将生成的时空标签通过Telemetry协议上报给控制器。