ЧУВСТВИТЕЛЬНАЯ КО ВРЕМЕНИ ПРОГРАММНО ОПРЕДЕЛЯЕМАЯ СЕТЬ

1. Система для определения сетевого тракта через сеть, содержащая:
контроллер программно определяемой сети (SDN), включающий временную область, причем контроллер SDN выполняется на одном или более распределенных аппаратных средствах;
сеть, содержащую множество чувствительных ко времени и нечувствительных ко времени сетевых устройств для перенаправления пакетов данных; и
при этом контроллер SDN выполнен с возможностью управлять сетью посредством:
- определения того, что пакет данных ассоциирован с одной из характеристики, соответствующей чувствительности ко времени, характеристики, соответствующей привязке по времени, и характеристики, соответствующей принципу максимальной эффективности, причем пакет данных исходит из передающего устройства и должен быть доставлен в приемное устройство;
- определения сетевого тракта для транспортировки пакета данных из передающего устройства в приемное устройство с гарантированной сквозной задержкой, чтобы удовлетворять упомянутой характеристике, соответствующей чувствительности ко времени; и
- передачи пакета данных из передающего устройства через сетевой тракт в приемное устройство.
2. Система по п. 1, при этом сквозная задержка для пакета данных учитывает время задержки через каждый уровень, через который проходит пакет данных после того, как он создается на прикладном уровне передающего устройства.
3. Способ передачи чувствительного ко времени пакета данных через сетевую инфраструктуру, содержащую чувствительные ко времени и нечувствительные ко времени сетевые устройства, содержащий этапы, на которых:
принимают, посредством контроллера чувствительной ко времени программно определяемой сети (TsSDN), требование по синхронизации для доставки пакета чувствительных ко времени данных, исходящего из первого объекта, во второй объект по сетевой инфраструктуре, содержащей чувствительные ко времени и нечувствительные ко времени сетевые устройства;
определяют первый сетевой тракт через сетевую инфраструктуру с использованием одного или более из только чувствительных ко времени сетевых устройств, причем первый сетевой тракт имеет прогнозируемое время задержки, которое приводит к тому, что сквозная задержка для пакета чувствительных ко времени данных меньше требования по синхронизации, ассоциированного с пакетом чувствительных ко времени данных; и
передают чувствительный ко времени пакет данных из первого объекта через первый сетевой тракт во второй объект.
4. Способ по п. 3, в котором сквозная задержка для пакета данных учитывает время задержки через каждый уровень, через который проходит пакет данных после того, как он создается на прикладном уровне первого объекта.
5. Способ по п. 4, в котором пакет чувствительных ко времени данных проходит через прикладной уровень, стек операционной системы, плоскость управления и плоскость данных в каждом из первого и второго объектов.
6. Способ по п. 3, дополнительно содержащий этапы, на которых:
принимают, посредством контроллера TsSDN, пакет данных, исходящий из первого объекта; и
определяют, на основе активности по протоколу резервирования потоков, обнаруженной из первого объекта, что пакет данных представляет собой пакет чувствительных ко времени данных, который включает в себя чувствительные ко времени данные.
7. Способ по п. 5, в котором пакет данных сообщается в контроллер TsSDN посредством сетевого устройства в сетевой инфраструктуре в ответ на определение того, что пакет данных представляет собой новый тип пакета данных, который должен быть принят в сетевом устройстве.
8. Способ по п. 3, в котором первый и второй объекты включают в себя физическое устройство, виртуальное устройство, размещенное на машине, или услугу, размещенную на одной или более распределенных машинах.
9. Способ по п. 3, в котором контроллер TsSDN принимает требование по синхронизации через сетевое приложение, которое сопрягается с контроллером TsSDN через интерфейс прикладного программирования.
10. Способ по п. 3, в котором пакет чувствительных ко времени данных является частью потока, и все пакеты чувствительных ко времени данных, относящиеся к этому потоку, передаются через один и тот же первый сетевой тракт.
11. Способ по п. 3, дополнительно содержащий этап, на котором определяют, посредством контроллера TsSDN, что пакет данных, исходящий из первого устройства, представляет собой чувствительный ко времени пакет данных, на основе содержимого пакета.
12. Способ по п. 3, в котором контроллер TsSDN представляет собой контроллер программно определяемой сети (SDN), имеющий модуль администрирования времени, выполненный с возможностью различать пакеты данных, которые являются чувствительными ко времени, имеют привязку по времени или основаны на принципе максимальной эффективности.
13. Способ по п. 3, в котором контроллер TsSDN представляет контроллер собой программно определяемой сети (SDN), имеющий приложение чувствительной ко времени сети (TSN), выполненное с возможностью конфигурирования чувствительных ко времени сетевых устройств сохранять установленную в TSN временную область.
14. Способ по п. 3, в котором контроллер TsSDN представляет собой контроллер программно определяемой сети (SDN), имеющий модуль чувствительной ко времени многотрактовой маршрутизации, реализующий протокол маршрутизации с анализом состояния линии связи, который использует алгоритм мультидерева с равной стоимостью (ECMT) для того, чтобы вычислять наиболее эффективные тракты на основе чувствительности ко времени и сетевой нагрузки.
15. Способ по п. 4, дополнительно содержащий этапы, на которых:
принимают, посредством контроллера TsSDN, пакет данных, который должен быть доставлен из первого объекта в третий объект по сетевой инфраструктуре;
определяют, на основе информации конфигурации сети, ассоциированной с пакетом данных, что пакет данных представляет собой пакет данных с привязкой по времени, который включает в себя данные с привязкой по времени;
определяют второй сетевой тракт через сетевую инфраструктуру с использованием одного или более чувствительных ко времени сетевых устройств и нечувствительных ко времени сетевых устройств, причем сетевой тракт имеет прогнозируемое время задержки, которое приводит к тому, что сквозная задержка для пакета данных с привязкой по времени меньше требования по синхронизации, ассоциированного с пакетом данных с привязкой по времени; и
передают пакет данных с привязкой по времени из первого объекта через второй сетевой тракт в третий объект.
16. Способ по п. 12, в котором информация конфигурации сети включает в себя по меньшей мере одно из качества обслуживания (QoS) и группового идентификатора виртуальной локальной вычислительной сети (VLAN).
17. Способ по п. 3, дополнительно содержащий этапы, на которых:
принимают, посредством контроллера TsSDN, пакет данных, который должен быть доставлен из первого объекта в четвертый объект по сетевой инфраструктуре;
определяют, на основе отсутствия активности по протоколу резервирования потоков и качества обслуживания, что пакет данных представляет собой пакет данных, основывающийся на принципе максимальной эффективности, который не имеет чувствительности ко времени или привязки по времени;
определяют третий сетевой тракт через сетевую инфраструктуру с использованием одного или более из только нечувствительных ко времени сетевых устройств для доставки пакета данных, основывающегося на принципе максимальной эффективности; и
передают пакет данных, основывающийся на принципе максимальной эффективности, из первого объекта через третий сетевой тракт в четвертый объект.
18. Способ по п. 3, в котором каждый из первого и второго объектов представляет собой объект в системе промышленной автоматизации.
19. Способ по п. 3, в котором каждый из первого и второго объектов представляет собой объект в системе транспортной автоматизации.
20. Способ передачи пакетов данных через сетевую инфраструктуру, содержащую чувствительные ко времени и нечувствительные ко времени сетевые устройства, содержащий этапы, на которых:
принимают, посредством контроллера чувствительной ко времени программно определяемой сети (TsSDN), требование по синхронизации для связи от говорящего устройства к прослушивающему устройству;
принимают информацию сетевой нагрузки из множества сетевых устройств;
определяют, на основе требования по синхронизации и информации сетевой нагрузки, сетевой тракт через сетевую инфраструктуру, при этом сетевой тракт имеет прогнозируемое время задержки, которое приводит к тому, что сквозная задержка для упомянутой связи удовлетворяет требованию по синхронизации;
программируют одно или более из множества сетевых устройств в сетевом тракте для резервирования полосы пропускания, чтобы гарантировать требование по синхронизации для связи от говорящего устройства к прослушивающему устройству; и
передают пакеты данных от говорящего устройства к прослушивающему устройству через сетевой тракт.
21. Способ по п. 20, в котором требование по синхронизации указывается в запросе от говорящего устройства в контроллер TsSDN.
22. Способ по п. 20, дополнительно содержащий этап, на котором принимают от каждого из говорящего устройства и прослушивающего устройства задержку устройства.
23. Способ по п. 22, в котором сквозная задержка вычисляется на основе задержек устройств, принимаемых из говорящего и прослушивающего устройств, и задержек сетевых устройств, связанных с одним или более из множества сетевых устройств в сетевом тракте.
24. Способ по п. 22, в котором задержка устройства составляет сумму задержек, которым подвергается пакет данных по мере того, как он проходит через прикладной уровень, стек операционной системы, плоскость управления и плоскость устройств говорящего или прослушивающего устройства.
25. Способ по п. 20, в котором говорящее устройство и прослушивающее устройство включают в себя физическое устройство или виртуальное устройство, размещенное на машине.
26. Способ по п. 20, в котором контроллер TsSDN представляет собой контроллер программно определяемой сети (SDN), имеющий модуль администрирования времени.
27. Способ по п. 20, в котором каждое из говорящего и прослушивающего устройств представляет собой устройство системы промышленной автоматизации.
28. Способ по п. 20, в котором каждое из говорящего и прослушивающего устройств представляет собой устройство системы транспортной автоматизации.
29. Способ определения кратчайшего тракта от говорящего устройства к прослушивающему устройству в чувствительной ко времени программно определяемой сети, содержащий этапы, на которых:
используют алгоритм Дейкстры для вычисления стоимостей всех возможных трактов от говорящего устройства к прослушивающему устройству в чувствительной ко времени программно определяемой сети, чтобы определить сетевой тракт, имеющий наименьшую стоимость;
обнаруживают увеличение нагрузки на линию связи по сетевому тракту от говорящего устройства к прослушивающему устройству;
в ответ на обнаружение увеличения нагрузки, динамически обновляют стоимость линии связи таким образом, чтобы она включала в себя стоимость на основе нагрузки;
выполняют перерасчет стоимостей всех возможных трактов от говорящего устройства к прослушивающему устройству с использованием алгоритма Дейкстры для определения кратчайшего тракта для транспортировки пакетов данных от говорящего устройства к прослушивающему устройству, при этом кратчайший тракт соответствует сетевому тракту, имеющему наименьшую стоимость.
30. Способ по п. 29, в котором все возможные тракты от говорящего устройства к прослушивающему устройству включают в себя тракты только через чувствительные ко времени сетевые устройства, при этом чувствительная ко времени программно определяемая сеть содержит чувствительные ко времени и нечувствительные ко времени сетевые устройства.
31. Способ по п. 30, дополнительно содержащий этапы, на которых:
отслеживают чувствительные ко времени потоки через чувствительные ко времени сетевые устройства, чтобы обнаруживать добавление нового потока в чувствительное ко времени сетевое устройство,
в ответ, регулируют стоимость линий связи с чувствительным ко времени сетевым устройством, и
выполняют перерасчет для определения кратчайшего тракта от говорящего устройства к прослушивающему устройству.
32. Способ по п. 30, дополнительно содержащий этапы, на которых:
отслеживают чувствительные ко времени потоки через чувствительные ко времени сетевые устройства, чтобы обнаруживать то, когда чувствительное ко времени сетевое устройство превышает пороговое число потоков, проходящих через него,
в ответ, регулируют стоимость линий связи с чувствительным ко времени сетевым устройством, и
выполняют перерасчет для определения кратчайшего тракта.
33. Способ по п. 29, в котором все возможные тракты от говорящего устройства к прослушивающему устройству включают в себя тракты только через нечувствительные ко времени сетевые устройства, при этом чувствительная ко времени программно определяемая сеть содержит чувствительные ко времени и нечувствительные ко времени сетевые устройства.
34. Способ по п. 29, в котором алгоритм Дейкстры реализуется на логически централизованном контроллере чувствительной ко времени программно определяемой сети.
35. Способ по п. 29, в котором увеличение нагрузки на линию связи обнаруживается на основе информации из диагностической услуги, ассоциированной с OpenFlow.