[发明专利]基于SRv6和网络测量的网络报文时延确定性传输方法

说明书

本发明公开了一种基于SRv6和网络测量的网络报文时延确定性传输方法，目的是解决网络报文传输时延确定性问题。技术方案是构建网络报文时延确定性传输控制系统，网络控制节点上安装配置文件、初始化模块、路径计算模块、路径选择模块、测量数据接收模块，网络应用节点上安装传输代理模块。测量数据接收模块、路径计算模块、路径选择模块和传输代理模块并行工作，利用网络测量获得的网络拓扑数据以及转发节点的转发时延数据，根据网络流的传输时延要求计算出传输时延确定且传输时延满足网络流需求的传输路径，利用SRv6路由转发机制控制报文按照计算出的路径传输，实现网络流中每个报文传输时延确定且满足要求。

技术领域

本发明属于计算机网络技术领域，尤其涉及一种基于SRv6(Segment Routing forIPv6即IPv6网络中的段路由)和网络测量的网络报文时延确定性传输方法。

背景技术

IP网络是一种提供尽力而为服务的网络，无法在网络报文传输时延、传输路径、服务质量保证等方面提供确定性和差异性服务。

随着云计算、人工智能、移动互联网等技术发展，计算机网络规模迅速扩大，网络应用的种类和数量日益增多，网络用户对网络应用体验的要求越来越高，现有IP网络越来越无法满足网络传输和用户体验的需求。例如，对各类音视频应用来说，要求每个网络流的所有报文按照从服务端发出的顺序依次到达客户端。但是在现有IP网络中，基于分布式路由协议，在网络报文跨路由器传输时，同一个网络流的不同报文可能被路由至不同的路径传输至客户端，导致客户端网络应用出现卡顿等现象。同时，同一个网络流的不同报文到达客户端的顺序不同，将使得客户端为报文排序和重组浪费大量的算力，这与重云端、轻客户端的信息技术发展趋势相背离。因此实现网络中网络报文的时延确定性传输对于提高网络服务能力、提升用户服务体验有重要价值。

目前关于网络确定性的研究主要集中在TSN(Time Sensitive Network，时间敏感网络)技术领域。但是TSN的主要应用场景为工业互联网，尽管TSN可以提供非常高精度的报文传输时延，但是TSN网络需要专门设备和芯片的支持，并且需要部署新的网络协议(参见汪硕,王佳森,蔡磊,黄韬,卢华,刘韵洁.面向工业制造的确定性网络技术发展研究[J].中国工程科学,2021:1-174，宋华振.时间敏感型网络技术综述[J].自动化仪表,2020,041(002):1-9，全巍,付文文,孙志刚,等.枫林一号:一款面向高端装备定制的低功耗时间敏感网络芯片[J].计算机研究与发展,58(6):4.)，无法在已经部署的IP网络中部署应用。对于目前已经部署的IP网络，若能实现网络报文传输的时延确定性(即报文在网络中传输的时间延迟能够确定)对提高网络服务质量和能力有很大价值，但是目前还没有公开技术方案涉及这一方面的技术手段。

SRv6是一种段路由技术，可以使得报文源节点能够控制报文的传输路径和经过的转发节点，在路由优化、流量工程等领域有广阔的应用前景。同时，由于SRv6技术兼容IPv6网络，可以在现有IP网络上进行增量部署，进而解决现有IP网络中的问题，因此成为科研院所、网络设备商和网络运营商在网络新技术领域的研究热点。

本发明基于SDN(Solf Defining Network，软件定义网络)思想，利用SRv6技术以及网络测量数据，设计满足网络报文传输时延确定性要求的网络报文传输控制方法，以解决现有IP网络中网络报文传输的时延确定性问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是利用SRv6技术解决现有IP网络中网络报文传输的时延确定性问题。

技术方案是：利用网络测量获得的网络拓扑数据以及每个转发节点的转发时延数据，根据每个网络流的传输时延要求，计算出传输时延确定且传输时延满足网络流需求的传输路径，并利用SRv6路由转发机制控制网络流每个报文按照计算出的路径传输，最终实现网络流中每个报文传输时延确定且满足要求。

第一步，构建网络报文时延确定性传输控制系统，方法是：