一种网络时间空间标签的处理方法及其装置与流程

文档序号:36710168发布日期:2024-01-16 11:46阅读:175来源:国知局

本发明涉及网络通信,具体涉及一种网络时间空间标签的处理方法及其装置。


背景技术:

1、目前,由于随着智慧化社会的发展,对时间敏感的各种业务越来越多,且其对时间精度的要求也越来越高,例如工业互联网、电网、金融、通信指挥等场景,因此,时间敏感网络tsn成为当前研究的热点。此外,上述对时间敏感的应用场景对性能、公平的要求也尤为迫切。例如以下场景:

2、1)金融交易数据的性能和公平

3、股票、期货等竞争性出价装置是数据时间敏感性的典型代表。这是由于通信网络传播的时延是随机的,而不同地区的用户存在明显的时间偏差,进而可能会造成巨大的结果差异。如果有一种高精度可信的网络时间空间标签处理装置或方法,为用户发出的数据打上高精度可信的时空标签,就可以克服网络传播延迟所带来的偏差,实现真正的公平公正。

4、2)合同的时效性

5、合同签订一般都是有签订时间。而签订时间的不同也可能会带来法律效果的差异,比如事后补签等。如果有一种公权力认可的时空标签装置,就可以提升合同签订的可信度、法律效力,避免造成社会契约精神的损害。

6、3)参量合并场合的高精度时间空间标签

7、单个雷达容易被欺骗、被攻击,且单个雷达的性能提升会伴随着体积的变大,而体积的变大会造成研发成本和维护成本越来越高,是不可持续的。根据美国麻省理工学院(mit)林肯实验室的研究表明,要使得分布式雷达达到非常高的性能,可以只需要提升分布在多处的雷达的空间定位精度和时间同步精度。也就是说,需要高精度的时间空间服务,而高精度可信的网络时间空间标签处理装置就是可以服务于这一应用场景。

8、现有的通信网如以太网以及使用tcp/ip协议的互联网等,数据包的传输的时间受网络速度、业务量等影响变动范围较大,达到几十到几百毫秒级。其中,上述tcp/ip协议的全称是transmission control protocol and internet protocol;tcp和ip分别是两种协议;同时tcp/ip协议可以指互联网传输过程中用到的一组协议族和互联网模型。同时数据源如电脑、手机本身的时间同步精度不够,比如电脑采用ntp协议(network timeprotocol,即网络时间协议,是用来使计算机时间同步化的一种协议)获取的时间同步精度在几十毫秒,手机时间来自通信基站,精度也在几十毫秒级。更重要的是电脑时间可以由用户随意更改,这对于需要通过时间来保证过程可信的场合可能带来严重的后果。

9、而申请号为202211725074.2、公开号为cn116033035a的中国专利文献提出了一种基于路由器实现的网络时间标签的方法,该方案的优点是只需要改造路由器就可以实现时空标签,且可以通过路由器追踪数据包在网络中传输的实际路径,但其缺点也很明显:

10、(1)该方案在部署的时候需要装置内所有的路由器都经过特定的改造才能支持,因而成本太高;

11、(2)该方案的路由器的改造几乎只能由路由器原厂才能完成,因而配合度可能有问题;

12、(3)当该方案的路由器的流量很高时,在打时空标签时很可能由于业务量太高导致数据包阻塞而来不及处理,进而出现相当大的时间标签误差。

13、因此,针对现有技术的不足有必要进行改进。


技术实现思路

1、本发明提供一种网络时间空间标签的处理方法及其装置,以克服现有技术中过于依靠专业的路由器及其生产厂家实现网络时间空间标签和精度可能受到影响的缺点,解决现有技术中存在的研发和部署成本过高、时间标签的精度不高的技术问题。

2、根据第一方面,一种实施例中提供一种网络时间空间标签处理装置。该网络时间空间标签处理装置包括:

3、第一时间空间标签机,被配置为接收第一终端所发送的待传输数据包,从时间空间网获取与所述接收第一终端所发送的待传输数据包的动作对应的第一终端时间信息和所述第一终端的第一终端空间信息;

4、基于所述待传输数据包生成发送端非时空标签数据包,和/或,基于所述待传输数据包、所述第一终端时间信息和所述第一终端空间信息生成发送端时空标签数据包;

5、经由路由器向外发送所述发送端时空标签数据包和/或所述发送端非时空标签数据包,且在同时存在所述发送端时空标签数据包和所述发送端非时空标签数据包时,优先发送所述发送端时空标签数据包;

6、其中,所述发送端时空标签数据包包括:所述第一终端空间信息、基于所述第一终端时间信息而生成的第一终端高精度时间信息以及所述待传输数据包中的原始载荷数据;所述发送端非时空标签数据包包括所述待传输数据包中的原始载荷数据。

7、一实施例中,该网络时间空间标签处理装置还包括:

8、第二时间空间标签机,被配置为从所述路由器接收所述第一时间空间标签机所发送的发送端时空标签数据包和/或发送端非时空标签数据包,从所述时间空间网获取与从所述路由器接收所述发送端时空标签数据包对应的第二终端时间信息和第二终端空间信息;

9、基于所述发送端时空标签数据包生成接收端数据包;

10、向第二终端发送所述发送端时空标签数据包和/或所述发送端非时空标签数据包,且在同时存在所述发送端时空标签数据包和所述发送端非时空标签数据包时,优先发送向所述第二终端所述发送端时空标签数据包;

11、其中,所述接收端数据包包括所述待传输数据包中的原始载荷数据,所述收发两端时空信息包括:基于所述第二终端时间信息得到的第二终端高精度时间信息、第二终端空间信息以及基于所述发送端时空标签数据包而得到的第一终端高精度时间信息和第一终端空间信息。

12、一实施例中,所述第一时间空间标签机包括:

13、第一收包子模块,被配置为接收第一终端所发送的待传输数据包;

14、第一过滤子模块,被配置为根据是否需要对所述待传输数据包添加时空标签而将所述收包器子模块所接收的待传输数据包分为时空标签数据包和/或非时空标签数据包,将所述时空标签数据包发送至时空数据打包子模块,将所述非时空标签数据包作为发送端非时空标签数据包,并将所述发送端非时空标签数据包发送至排队机子模块;其中,所述时空标签数据包和非时空标签数据包分别表示需要添加时空标签的所述待传输数据包和不需要添加时空标签的所述待传输数据包;

15、第一高精度时间生成子模块,被配置为从时间空间网获取与所述时空数据打包子模块接收第一终端所发送的待传输数据包对应的所述第一终端时间信息,基于所述第一终端时间信息生成所述第一终端高精度时间信息;

16、所述时空数据打包子模块,被配置为所述第一终端的第一终端空间信息,基于所述第一终端空间信息和高精度时间发生器子模块所生成的第一终端高精度时间信息对来自所述第一终端的所述时空标签数据包进行添加时空标签处理以生成所述发送端时空标签数据包,将所述发送端时空标签数据包发送至排队机子模块;

17、第一排队子模块,被配置为接收由所述第一过滤子模块发送的发送端非时空标签数据包和/或由所述时空数据打包子模块所生成的发送端时空标签数据包,经由所述路由器向外发送所述发送端时空标签数据包和/或所述发送端非时空标签数据包,且在同时存在所述发送端时空标签数据包和所述发送端非时空标签数据包时,优先发送所述发送端时空标签数据包。

18、一实施例中,所述第二时间空间标签机包括:

19、第二收包子模块,被配置为从所述路由器接收所述第一时间空间标签机所发送的所述发送端时空标签数据包和/或发送端非时空标签数据包;

20、第二过滤子模块,被配置为从所述第二收包子模块获取所述发送端时空标签数据包和/或发送端非时空标签数据包,将所述发送端时空标签数据包发送至时空数据解包子模块,将所述发送端非时空标签数据包发送至第二排队子模块;

21、第二高精度时间生成子模块,被配置为从所述时间空间网获取与所述时空数据解包子模块接收所述发送端时空标签数据包对应的第二终端时间信息,基于所述第二终端时间信息生成第二终端高精度时间信息;

22、所述时空数据解包子模块,被配置为从所述时间空间网获取与所述时空数据解包子模块接收所述发送端时空标签数据包对应的第二终端空间信息,对所述发送端时空标签数据包进行解包处理以生成接收端数据包以及获得所述第一终端高精度时间信息和所述第一终端空间信息,基于所述第一终端高精度时间信息、所述第一终端空间信息、第二终端高精度时间信息和第二终端空间信息生成收发两端时空信息,将所述收发两端时空信息发送至第二终端和/或管理中心子模块进行相应的处理,将所述接收端数据包发送至第二排队子模块;其中,所述接收端数据包包括所述待传输数据包中的原始载荷数据;

23、第二排队子模块,被配置为接收由所述第二过滤子模块发送的所述发送端非时空标签数据包和/或由所述时空数据解包子模块所生成的所述接收端数据包,向第二终端发送所述发送端时空标签数据包和/或所述发送端非时空标签数据包,且在同时存在所述发送端时空标签数据包和所述发送端非时空标签数据包时,优先发送向所述第二终端所述发送端时空标签数据包。

24、一实施例中,所述基于所述第一终端空间信息和高精度时间发生器子模块所生成的第一终端高精度时间信息对来自所述第一终端的所述时空标签数据包进行添加时空标签处理以生成所述发送端时空标签数据包,包括:

25、将所述第一终端空间信息和高精度时间发生器子模块所生成的第一终端高精度时间信息插入至所述来自所述第一终端的所述时空标签数据包的原始载荷数据中;

26、将所述第一终端空间信息和高精度时间发生器子模块所生成的第一终端高精度时间信息已插入至所述来自所述第一终端的所述时空标签数据包的原始载荷数据中的所述时空标签数据包作为所述发送端时空标签数据包。

27、一实施例中,所述管理中心模块被配置为能够对所述第一终端、第二终端、第一时间空间标签机和/或第二时间空间标签机分别进行相应的管理操作,所述管理操作包括:登记操作、配置操作、认证操作、授权操作和关闭操作中的一个或多个。

28、根据第二方面,一种实施例中提供一种网络时间空间标签的处理方法。该处理方法包括:

29、接收第一终端所发送的待传输数据包,从时间空间网获取与所述第一终端发送所述待传输数据包对应的第一终端时间信息和第一终端空间信息,基于所述待传输数据包生成发送端非时空标签数据包,和/或,基于所述待传输数据包、所述第一终端时间信息和所述第一终端空间信息生成发送端时空标签数据包,经由路由器向外发送所述发送端时空标签数据包和/或所述发送端非时空标签数据包,且在同时存在所述发送端时空标签数据包和所述发送端非时空标签数据包时,优先发送所述发送端时空标签数据包;

30、其中,所述发送端时空标签数据包包括:所述第一终端空间信息、基于所述第一终端时间信息而生成的第一终端高精度时间信息以及所述待传输数据包中的原始载荷数据;所述发送端非时空标签数据包包括所述待传输数据包中的原始载荷数据。

31、一实施例中,所述接收第一终端所发送的待传输数据包,从时间空间网获取与所述第一终端发送所述待传输数据包对应的第一终端时间信息和第一终端空间信息,基于所述待传输数据包生成发送端非时空标签数据包,和/或,基于所述待传输数据包、所述第一终端时间信息和所述第一终端空间信息生成发送端时空标签数据包,经由路由器向外发送所述发送端时空标签数据包和/或所述发送端非时空标签数据包,且在同时存在所述发送端时空标签数据包和所述发送端非时空标签数据包时,优先发送所述发送端时空标签数据包,包括:

32、接收第一终端所发送的待传输数据包;

33、根据是否需要对所述待传输数据包添加时空标签而将所述收包器子模块所接收的待传输数据包分为时空标签数据包和/或非时空标签数据包,将所述时空标签数据包发送至时空数据打包子模块,将所述非时空标签数据包作为发送端非时空标签数据包,并将所述发送端非时空标签数据包发送至排队机子模块;其中,所述时空标签数据包和非时空标签数据包分别表示需要添加所述时空标签的所述待传输数据包和不需要添加所述时空标签的所述待传输数据包;

34、从时间空间网获取与所述时空数据打包子模块接收第一终端所发送的待传输数据包对应的所述第一终端时间信息,基于所述第一终端时间信息生成所述第一终端高精度时间信息;

35、从所述时间空间网获取所述第一终端的第一终端空间信息,基于所述第一终端空间信息和高精度时间发生器子模块所生成的第一终端高精度时间信息对来自所述第一终端的所述时空标签数据包进行添加时空标签处理以生成所述发送端时空标签数据包,将所述发送端时空标签数据包发送至排队机子模块;

36、接收由所述第一过滤子模块发送的发送端非时空标签数据包和/或由所述时空数据打包子模块所生成的发送端时空标签数据包,经由所述路由器向外发送所述发送端时空标签数据包和/或所述发送端非时空标签数据包,且在同时存在所述发送端时空标签数据包和所述发送端非时空标签数据包时,优先发送所述发送端时空标签数据包。

37、一实施例中,该处理方法还包括:

38、从所述路由器接收所述发送端时空标签数据包和/或发送端非时空标签数据包;其中,所述发送端时空标签数据包包括:从所述时间空间网获取的第一终端空间信息、基于从所述时间空间网获取的第一终端时间信息而生成的第一终端高精度时间信息以及由第一终端发送的待传输数据包中的原始载荷数据;所述发送端非时空标签数据包包括由所述第一终端发送的待传输数据包中的原始载荷数据;

39、从所述时间空间网获取与从所述路由器接收所述发送端时空标签数据包对应的第二终端时间信息和第二终端空间信息;对所述发送端时空标签数据包进行处理以生成接收端数据包以及获得所述第一终端高精度时间信息和所述第一终端空间信息,基于所述第一终端高精度时间信息、所述第一终端空间信息、基于所述第二终端时间信息得到的第二终端高精度时间信息和第二终端空间信息生成收发两端时空信息,将所述收发两端时空信息发送至第二终端和/或管理中心子模块进行相应的处理;

40、其中,所述接收端数据包包括所述待传输数据包中的原始载荷数据,所述收发两端时空信息包括:基于所述第二终端时间信息得到的第二终端高精度时间信息、第二终端空间信息以及基于所述发送端时空标签数据包而得到的第一终端高精度时间信息和第一终端空间信息。

41、根据第三方面,一种实施例中提供一种网络时间空间标签的处理方法。该处理方法包括:

42、从路由器接收发送端时空标签数据包和/或发送端非时空标签数据包;

43、从所述时间空间网获取与从所述路由器接收所述发送端时空标签数据包对应的第二终端时间信息和第二终端空间信息;对所述发送端时空标签数据包进行处理以生成接收端数据包以及获得所述第一终端高精度时间信息和所述第一终端空间信息,基于所述第一终端高精度时间信息、所述第一终端空间信息、基于所述第二终端时间信息得到的第二终端高精度时间信息和第二终端空间信息生成收发两端时空信息,将所述收发两端时空信息发送至第二终端和/或管理中心子模块进行相应的处理;

44、其中,所述发送端时空标签数据包包括:从时间空间网获取的第一终端空间信息、基于从所述时间空间网获取的第一终端时间信息而生成的第一终端高精度时间信息以及由第一终端发送的待传输数据包中的原始载荷数据;所述发送端非时空标签数据包包括由所述第一终端所发送的待传输数据包中的原始载荷数据;

45、其中,所述接收端数据包包括所述待传输数据包中的原始载荷数据,所述收发两端时空信息包括:基于所述第二终端时间信息得到的第二终端高精度时间信息、第二终端空间信息以及基于所述发送端时空标签数据包而得到的第一终端高精度时间信息和第一终端空间信息。

46、本技术的有益效果是:

47、本技术的网络时间空间标签的处理方法及其装置不对现有网络设备如路由器、交换机等做任何改造,进而可以降低研发成本和部署成本,同时能提高时间标签的精度。

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