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专利号: 2023101352971
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-12-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于改进FRER的无缝冗余传输方法,其特征在于,该方法设计基于动态历史表长度的改进矢量消除法,通过业务流的基本流量属性对IEEE802.1CB标准的帧复制和帧消除技术的历史表长度进行动态调整,实现以太网的高可靠性无缝冗余传输;

以太网中设备包括数据产生终端、数据接收终端、集中控制节点和交换节点;

集中控制节点,用于接收关键业务流的无缝冗余传输请求报文,并为关键业务流配置相关数据并打包到控制报文中,然后向多个交换节点下发控制报文;

交换节点具备流识别组件、帧复制组件和帧消除组件,其中:

流识别组件,用于识别关键业务流;

帧复制组件,用于复制关键业务流得到多份相同的关键业务流,通过不同端口转发该多份相同的关键业务流;

帧消除组件,用于根据基于动态历史表长度的改进矢量消除法消除关键业务流的多余副本;

在某一交换节点处,根据基于动态历史表长度的改进矢量消除法消除关键业务流的多余副本的过程包括:S11.接收关键业务流的第k个数据帧,通过编解码组件获取该第k个数据帧的R-tag标签中的序列号参数,将其与该交换节点所记录的该关键业务流的最大序列号参数相减得到差值Deltak;

S12.计算差值Deltak的加权平均值,根据差值Deltak的加权平均值调整对应的历史表的长度,得到更新后的历史表长度值historylength;

S13.判断是否满足条件-historylength

S14.判断是否满足条件Deltak>0;若满足,则执行步骤S15;若不满足,则执行步骤S16;

S15.判断是否满足条件Deltak=1;若满足,则将历史表后移一位并在其头部插入1,然后执行步骤S17;若不满足,则将历史表后移一位并在其头部插入0,然后更新Deltak并返回步骤S15;

S16.判断该序列号参数在历史表中对应的布尔值是否等于0,若是,则将该序列号参数在历史表中对应的布尔值设置为1,然后执行步骤S17;若不是,则丢弃该第k个数据帧;

S17.更新该交换节点所记录的该关键业务流的最大序列号参数;

步骤S12计算差值Deltak的加权平均值Deltaavg k的公式为:Deltaavg k=αDeltaavg k-1+(1-α)Deltak其中,α表示权重因子;

根据差值Deltak的加权平均值调整历史表的长度,得到更新后的历史表长度值historylength,其计算公式为:historylength=INT(L+Deltaavg k)其中,L表示历史表的初始长度,INT()表示向下取整函数;

历史表的初始长度的计算公式为:

其中,DelayP1表示关键业务流的冗余路径P1的时延信息,DelayP2表示关键业务流的冗余路径P2的时延信息,B表示关键业务流的平均帧长,W表示固定常数系数。

2.根据权利要求1所述的一种基于改进FRER的无缝冗余传输方法,其特征在于,控制报文包括MAC报文头、交换节点基本配置信息以及多个业务流信息;每个业务流信息包括流识别类型、业务流基础信息、消除算法信息和冗余路径信息,其中业务流基础信息包括该业务流的源MAC地址、目的MAC地址、VLAN ID信息和目的IP地址。

3.根据权利要求1所述的一种基于改进FRER的无缝冗余传输方法,其特征在于,基于FPGA硬件增强流识别组件的识别速度,任一交换节点采用流识别组件进行流识别过程主要包括:S21.接收业务流的一个数据帧,提取该数据帧的业务流基础信息,业务流基础信息包括该数据帧的源MAC地址、目的MAC地址、VLAN ID信息和目的IP地址;

S22.流识别组件根据业务流基础信息匹配流识别模式,在该数据帧中获取所匹配流识别模式所需的关键信息并通过FPGA映射为8bit数据;

S23.流识别组件将8bit数据作为流识别存储列表地址,并读取出数据存储列表中对应的表项数据进行流识别匹配;

S24.若流识别匹配成功,则将该数据帧的业务流基础信息在流识别组件中的数据存储列表地址作为该数据帧的流句柄,将该数据帧及其流句柄一起递交给后续组件;若流识别匹配失败,则执行步骤S25;

S25.判断该数据帧中是否含有R-tag标签,若有,则将该数据帧的业务流基础信息加入流识别组件的数据存储列表,并以该数据储存列表地址作为该数据帧的流句柄,将该数据帧及其流句柄一起递交给后续组件;若没有,则该数据帧直接进行以太数据帧交换转发。

4.根据权利要求1所述的一种基于改进FRER的无缝冗余传输方法,其特征在于,流识别组件的数据存储列表由4个高速RAM和1个LUT组成,4个高速RAM形成存储阵列。