[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

说明书

本发明提供了一种网络数据包的高精度时空标签生成和嵌入方法。该方法包括：通信网络中的路由器设备与其他时频基准，通过物理时频信号进行时频同步，通过不同定位手段或人工测量获得自身空间位置信息，使路由器工作在统一的时空基准下，路由器记录数据报文进入和离开设备的时间和位置信息，生成时空标签；路由器按照特定的协议格式将生成的时空标签封装到数据报文的协议扩展头中，路由器能够将报文经过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等信息处理整合并存储，支撑时空数据服务能力。本发明通过时空标签生成嵌入技术，通过在信息层叠加高精度时空标签，服务于网络环境态势感知、时空数据挖掘等应用。

技术领域

本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种网络数据包的高精度时空标签生成和嵌入方法。

背景技术

传统的电信网、互联网等基础网络十分重视数据传输容量，但是对数据的时间和空间属性规划不足，以互联网作为万物互联、智慧社会的基础设施，互联网的局限性逐步凸显。网络空间近年来已经成为人类活动的重要领域，维护网络空间安全是事关国家安全、国家主权和人民群众合法权利的重大问题。一方面，网络主权的基础是管辖权，实体空间管辖权和网络空间管辖权的分离已经成为现有互联网管理体系的一个重大的问题，既加重了集中的管理压力，也不利于发挥地方政府在管辖上的人力、精力优势；另一方面，利用互联网进行谣言传播、信息欺诈和煽动破坏等恶意信息的来源难追溯，造成现有网络秩序难以保证。

目前，现有技术中的天基时空体系仅能满足现实物理空间的导航定位授时需求，对网络空间无法兼容。

发明内容

本发明的实施例提供了一种网络数据包的高精度时空标签生成和嵌入方法，以实现有效地建立网络空间的时空基准。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种网络数据包的高精度时空标签生成和嵌入方法，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。

优选地，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、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。

优选地，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通过人工测量的方式获取，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，产生空间戳生成时空标签。

优选地，所述的在物理层芯片生成时间戳靠近路由器数据流入口和出口的硬件接口侧，时间戳精度优于5ns。