时效性网络

时效性网络(Time-Sensitive Networking)也称为时间敏感网络,简称TSN,是IEEE 802.1工作小组中的Time-Sensitive Networking(TSN)工作小组发展的系列标准[1]。TSN工作小组是在2012年11月由已有的音视频桥英语Audio Video Bridging(Audio Video Bridging)工作小组更名[2],继续其工作。工作小组的更名是反映其工作领域的扩展。此标准会定义以太网上时间敏感传输的机制。

此计划主要是定义IEEE 802.1Q – 虚拟局域网的派生内容[3]。这些派生内容特别强调传输的超低延迟以及高可用性。可能的应用包括使用在车用网络或工业控制上,结合实时影音流以及实时控制流的集成性网络。AVnu联盟英语AVnu Alliance特别成立的工业小组也在正在定义TSN网络组件的兼容性以及互操作性要求。

背景

标准的信息技术网络设备中,没有时间的概念,无法提供同步以及准备的计时。此架构下,可靠的发送资料比在特定时间发送资料重要,因此没有有关延迟或是时间同步精准度的限制。即使平均的hop延迟非常少,但个别的延迟有可能非常的长。在传输层,网络拥塞可以靠着限制和重传丢弃的资料包来控制,但没有方法可以避免链接层的拥塞。若缓冲器太小或带宽不够,资料就可能会漏失,但缓冲器太大又会增加延迟时间,若需要有较低的决定性延迟,无法接受有这样的情形。

IEEE 802.1中有定义不同的AVB/TSN标准文件,可以分为三个关键component分类,这些是以交换以太网为基础,对于点对点连接需要有确定性服务质量(QoS)的完整实时通信需要的三个component。每一个标准规格都可以用在自身身上,大部分都可以自给自足。不过只有这些component集成使用,TSN通信系统才能发挥其完整的潜力。这三个基本的components是:

  1. 时间同步:让所有参与实时网络的设备有共同的时间基准。
  2. 调度及流量控管(Scheduling and traffic shaping):让所有参与实时网络的设备在处理及转发通信分组上,有相同的处理规则。
  3. 通信路径选择、预留带宽以及容错:让所有参与实时网络的设备在选择通信路径、预留带宽及时间及转发通信分组上,有相同的处理规则,可能会同时预留多个路径以达到容错的效果。

参考资料

  1. ^ Time - Sensitive networking task Group. [2017-12-21]. (原始内容存档于2021-03-21). 
  2. ^ Audio Video Bridging Task Group. [2017-12-21]. (原始内容存档于2021-02-14). 
  3. ^ Virtual LANs. [2017-12-21]. (原始内容存档于2020-12-10).