[发明专利]一种时间敏感网络的帧的复制和消除方法

说明书

本发明涉及一种时间敏感网络的帧的复制和消除方法，该方法基于时间敏感网络的多路径网络拓扑结构，包括以下步骤：S1：在以太网报文中插入一个冗余标签；S2：冗余标签的序列号字段产生滚动的序列号，序列产生时复制报文，时间敏感网络拓扑结构的发送节点将报文发送至接收节点；S3对接收到的报文采用序列恢复算法判断通过或丢弃；S4：时间敏感网络对发送节点和接收节点进行时间同步判断，对没有接收的报文进行序列恢复；S5：对步骤S3所丢弃的帧报文进行判断，若丢弃的报文数量相比于网络拓扑结构的路径数量少，则判定不存在潜在错误；若不满足，则判定存在潜在错误。与现有技术相比，本发明具有报文传输零延迟、提高网络冗余性等优点。

技术领域

本发明涉及通信网络技术领域，尤其是涉及一种时间敏感网络帧的复制和消除方法。

背景技术

随着汽车的智能化进步，车载以太网技术也在不断地快速发展，其网络协议为时间敏感网络TSN(Time-Sensitive Networking)协议，主要包括802.1任务组，时间敏感网络协议要求网络具有冗余特性，该协议可应用于任何拓扑结构，在发生故障时需要零恢复时间，所以对系统有较高的实时性要求。该协议不依赖上层协议，对应用层透明。当前时间敏感网络尚无建立冗余及消除冗余的机制，导致网络系统无法应对报文丢失的情况，冗余性有待提高；此外，时间敏感网络对报文传输的实时性要求很高，因此更加需要一种可提高网络的冗余性能，并且可实现零延迟的帧的复制和消除方法。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种实现零延迟、提高网络冗余性的时间敏感网络的帧的复制和消除方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种时间敏感网络的帧的复制和消除方法，该方法基于时间敏感网络的多路径网络拓扑结构，包括以下步骤：

S1：插入冗余标签：在以太网报文中插入一个冗余标签；

S2：序列产生及帧复制：当多路径拓扑结构的接收节点向发送节点发送数据请求时，发送节点的计数器的值被复制到报文的冗余标签的序列号中，计数器自增1，超过最大值时归为0，使发送节点产生带有连续序列号的报文，并复制报文通过多条路径传输给接收节点；

S3：序列恢复及帧消除：接收节点对接收到的报文采用序列恢复算法进行判断通过或丢弃；

S4：超时处理：时间敏感网络对发送节点和接收节点进行时间同步判断，对没有正确接收的报文进行序列恢复；

S5：潜在错误检测：对步骤S3所丢弃的帧报文进行判断，若丢弃的报文数量相比于网络拓扑结构的路径数量少一个，则判定时间敏感网络不存在潜在错误；若不满足，则判定时间敏感网络存在潜在错误。

优选地，所述的多路径网络拓扑结构中包括一个发送节点、一个接收节点、至少两条路径以及多个中间节点。

优选地，所述的步骤S1中，冗余标签包括一个以太网类型字段和一个序列号字段，所述的序列号字段用于实现帧的复制和消除。

优选地，所述的步骤S2的具体内容为：当接收节点向发送节点发送数据请求时，发送节点发送报文，序列产生；发送节点设有一个计数器，每次发送报文时计数器加1，计数器的值被复制到报文的冗余标签的序列号中后，报文被传输至下层；当计数器的值超过最大值时，将其归为0，发送节点产生带有连续序列号的报文，并复制报文到多条路径中，最终传输给接收节点。

优选地，所述的步骤S3的具体内容为：采用序列恢复算法消除帧的复制，当接收节点向发送节点发送数据请求时，发送节点发送报文，序列恢复算法根据接收的报文的序列号判断通过或丢弃该报文。

优选地，所述的步骤S4的具体内容为：时间敏感网络中设有定时器，每接收一帧报文则会重置该定时器，当定时器减到0时，判断在这段时间内没有正确接收报文，则返回步骤S3，重置序列恢复算法，开始接收报文。