CN118101525A - 时间敏感网络帧抢占机制中续传mPacket丢失检测的优化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及时间敏感网络技术领域，特别涉及一种时间敏感网络帧抢占机制中续传mPacket丢失检测的优化方法及测试方法。包括如下步骤：步骤1：发送端通过pMAC发送续传mPacket的前导码；步骤2：发送端通过pMAC发送续传mPacket的帧定界符SMD‑C；步骤3：发送端通过pMAC发送续传mPacket的片段计数；步骤4：发送端通过pMAC发送续传mPacket的数据字段；判断有无快速帧发送请求；步骤5：发送帧校验序列；步骤6：接收端接收到续传mPacket后，进行帧校验，若通过则转入步骤7，否则丢弃；步骤7：对帧定界符SMD‑C进行匹配。本发明在IEEE Std 802.3br&802.1bu帧抢占续传基础上优化，在保留续传mPacket的功能和流程的同时，将片段计数值进行扩充，缩短了帧计数值判定相应频率，节省了带宽和时间损耗。
Description
技术领域
本发明涉及时间敏感网络技术领域，特别涉及一种时间敏感网络帧抢占机制中续传mPacket丢失检测的优化方法及测试方法。
背景技术
随着工业互联网等确定性通信技术的发展，对网络设备和通信机制的要求越来越严格，尤其是低延时、低抖动和高可靠性的承载需求。传统以太网已经不能满足确定性网络需求，TSN(Time-Sensitive Networking，时间敏感网络)技术应运而生。
TSN以传统以太网为网络基础，通过时钟同步、时间感知调度、帧抢占、无缝冗余等机制，提供确定性数据传输能力，从而允许多种周期性数据、非周期性数据在同一网络中传输，使得标准以太网具有确定性传输的优势，并通过厂商独立的标准化进程，已成为广泛聚焦的关键技术。
TSN系列标准定义了以太网上时间敏感传输的机制。其中IEEE Std 802.1br&802.3bu标准定义了帧抢占的技术标准：采用mPacket(MAC Merge Packet，媒体访问控制合并数据包)帧格式替换传统以太网帧格式实现收发，当有快速帧传输时，对在pMAC(Preemptable MAC，可抢占媒体访问控制)中发送的可抢占帧进行分片截断，优先发送快速帧，之后再恢复可抢占帧剩余部分的发送。其中，可抢占帧续传部分的数据组成续传mPacket帧，采用片段计数字段进行标记，以在接收端完成传输错误判定和组帧。由于当前采用的片段计数值只能进行模4自增，因而只能检测出4个连续的续传mPacket帧丢失的错误，不能有效检测出除此以外的续传mPacket帧丢包现象。进而只有在全部可抢占帧接收并完成组帧后，才能通过帧校验序列识别出来，增加了处理时长，影响了时间敏感网络流量调度效率。
故此探索一种提高续传mPacket帧丢失检测能力的方法，节省传输带宽和时间损耗，已经成为时间敏感网络帧抢占机制中亟需待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种时间敏感网络帧抢占机制中续传mPacket丢失检测的优化方法及测试方法，在兼容IEEE Std 802.3br&802.1bu的帧抢占机制中续传mPacket丢失检测的方法的基础上，减少传输带宽和时间损耗。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种时间敏感网络帧抢占机制中续传mPacket丢失检测的优化方法，包括如下步骤：
步骤1：发送端通过pMAC发送续传mPacket的前导码；
步骤2：发送端通过pMAC发送续传mPacket的帧定界符SMD-C；
步骤3：发送端通过pMAC发送续传mPacket的片段计数；
步骤4：发送端通过pMAC发送续传mPacket的数据字段；判断有无快速帧发送请求；
步骤5：发送帧校验序列；
步骤6：接收端接收到续传mPacket后，进行帧校验，若通过则转入步骤7，否则丢弃；
步骤7：对帧定界符SMD-C进行匹配，若匹配则转入步骤8，否则丢弃；
步骤8：根据片段计数值判断帧计数；若帧计数值连续，则转入步骤9，否则丢弃；
步骤9：根据片段计数值顺序拼接组帧。
优选的，所述步骤4中判断有无快速帧发送请求包括：若有快速帧发送请求，pMAC暂停发送剩余数据；若无快速帧发送请求，pMAC发送完剩余数据。
优选的，所述步骤8中的片段计数值由1字节组成，从0x00至0xFF中取出25个值，以映射为25个帧计数值；
其中25个片段计数值包括：0xE6、0x4C、0x7F、0xB3、0xBD、0xC7、0XD1、0xDB、0xE5、0xEF、0xF9、0x04、0x0E、0x18、0x22、0x2C、0x36、0x40、0x4A、0x54、0x5E、0x68、0x72、0x7C和0x86。
优选的，所述片段计数值0xE6映射为帧计数值0，片段计数值0x4C映射为帧计数值1，片段计数值0x7F映射为帧计数值2，片段计数值0xB3映射为帧计数值3，以兼容IEEE Std802.3br续传机制。
优选的，该优化方法在IEEE Std 802.3br&802.1bu帧抢占续传基础上优化，在保留续传mPacket的功能和流程的同时，将片段计数值由4个值扩充为25个值。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明提供的一种时间敏感网络帧抢占机制中续传mPacket丢失检测的优化方法中，续传mPacket的片段计数值由4个值扩充为25个值，进而满足最大帧长下的最多的切片需求。在IEEE Std 802.3br&802.1bu帧抢占续传基础上优化，在保留续传mPacket的功能和流程的同时，将片段计数值进行扩充，缩短了帧计数值判定相应频率，节省了带宽和时间损耗。
附图说明
图1是本发明时间敏感网络帧抢占机制中续传mPacket发送流程示意图。
图2是本发明时间敏感网络帧抢占机制中续传mPacket接收流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图1～2所示，本发明实施例具体公开了一种时间敏感网络帧抢占机制中续传mPacket丢失检测的优化方法，包括如下步骤：
步骤S1：发送端通过pMAC发送续传mPacket的前导码；
步骤S2：通过pMAC发送续传mPacket的帧定界符SMD-C；
步骤S3：通过pMAC发送续传mPacket的片段计数；
步骤S4：通过pMAC发送续传mPacket的数据字段；
步骤S5：检测有快速帧发送请求。若有则执行S6，否则执行S7；
步骤S6：pMAC暂停发送剩余数据
步骤S7：pMAC发送完剩余数据；
步骤S8：发送帧校验序列；
步骤S9：接收端接收到续传mPacket后，进行帧校验，若通过则执行S10，否则丢弃；
步骤S10：对帧定界符SMD-C进行匹配，若匹配则执行S11，否则丢弃；
步骤S11：根据片段计数值判断帧计数，若帧计数值连续，则执行S12，否则丢弃；
步骤S12：根据片段计数值顺序拼接组帧。
在本发明实施例中，所述片段计数值由1字节组成，从0x00至0xFF中取出25个值，以映射为25个帧计数值。因以太网帧最大数据1514字节，mPacket最小数据60字节，取25个计数值即可全部涵盖。其中片段计数值0xE6映射为帧计数值0，片段计数值0x4C映射为帧计数值1，片段计数值0x7F映射为帧计数值2，片段计数值0xB3映射为帧计数值3，以兼容IEEEStd 802.3br续传机制，参见表1。
表1：
而且在本发明实施例中所提及的上述pMAC、mPacket等术语均源自IEEE Std802.3br标准定义。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (5)
1.一种时间敏感网络帧抢占机制中续传mPacket丢失检测的优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：发送端通过pMAC发送续传mPacket的前导码；
步骤2：发送端通过pMAC发送续传mPacket的帧定界符SMD-C；
步骤3：发送端通过pMAC发送续传mPacket的片段计数；
步骤4：发送端通过pMAC发送续传mPacket的数据字段；判断有无快速帧发送请求；
步骤5：发送帧校验序列；
步骤6：接收端接收到续传mPacket后，进行帧校验，若通过则转入步骤7，否则丢弃；
步骤7：对帧定界符SMD-C进行匹配，若匹配则转入步骤8，否则丢弃；
步骤8：根据片段计数值判断帧计数；若帧计数值连续，则转入步骤9，否则丢弃；
步骤9：根据片段计数值顺序拼接组帧。
2.如权利要求1所述的一种时间敏感网络帧抢占机制中续传mPacket丢失检测的优化方法，其特征在于，所述步骤4中判断有无快速帧发送请求包括：若有快速帧发送请求，pMAC暂停发送剩余数据；若无快速帧发送请求，pMAC发送完剩余数据。
3.如权利要求1所述的一种时间敏感网络帧抢占机制中续传mPacket丢失检测的优化方法，其特征在于，所述步骤8中的片段计数值由1字节组成，从0x00至0xFF中取出25个值，以映射为25个帧计数值；
其中25个片段计数值包括：0xE6、0x4C、0x7F、0xB3、0xBD、0xC7、0XD1、0xDB、0xE5、0xEF、0xF9、0x04、0x0E、0x18、0x22、0x2C、0x36、0x40、0x4A、0x54、0x5E、0x68、0x72、0x7C和0x86。
4.如权利要求3所述的一种时间敏感网络帧抢占机制中续传mPacket丢失检测的优化方法，其特征在于，所述片段计数值0xE6映射为帧计数值0，片段计数值0x4C映射为帧计数值1，片段计数值0x7F映射为帧计数值2，片段计数值0xB3映射为帧计数值3，以兼容IEEEStd 802.3br续传机制。
5.如权利要求1～4任一项所述的一种时间敏感网络帧抢占机制中续传mPacket丢失检测的优化方法，其特征在于，该优化方法在IEEE Std 802.3br&802.1bu帧抢占续传基础上优化，在保留续传mPacket的功能和流程的同时，将片段计数值由4个值扩充为25个值。
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