IEEE 802.1Qbv-2015是IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)为局域网(Local Area Networks, LAN)和城域网(Metropolitan Area Networks, MAN)定义的一个标准,它作为IEEE 802.1Q标准的增补,于2015年被批准并发布。该标准的主要目标是增强桥接网络(Bridges and Bridged Networks)对于时间敏感网络(TSN, Time-Sensitive Networking)的支持,特别是对于实时数据传输和服务质量(Quality of Service, QoS)的保障。
在IEEE 802.1Q标准系列中,最初的标准802.1Q(即VLAN tagging)引入了虚拟局域网(Virtual Local Area Network, VLAN)的概念,用于将物理网络分割成逻辑上的隔离区域。然而,随着工业4.0和物联网(IoT)的发展,对网络的实时性和确定性需求日益增长,这就催生了对TSN的重视。TSN是一种旨在满足工业自动化、远程医疗等领域的低延迟、高带宽和可预测的服务模型。
IEEE 802.1Qbv-2015在原有的802.1Q基础上,增加了几个关键特性:
1. **优先级增强**:引入了更精细的优先级字段,允许不同的流量类别(如控制消息、视频监控等)根据其对实时性和服务质量的需求得到区别对待。
2. **帧预分类**(Frame Pre-Classification):在网络边缘或核心交换机处对数据包进行分类,确保关键业务流量能够在预定的时间内通过,提高实时应用的响应速度。
3. **服务级别协议(Service Level Protocol, SLA)支持**:定义了服务等级的标识和参数,使得网络设备能够更好地理解和处理不同SLA要求的流量。
4. **时间敏感队列调度(Time-Sensitive Queueing, TSQ)**:采用特殊队列管理技术,确保关键数据包能够在最短的路径上以最低的时延优先发送。
5. **时间敏感路径(Time-Sensitive Path)**:通过路径选择算法优化时间敏感流量的转发,减少不确定性。
6. **网络管理增强**:提供了一套完善的网络管理和监控机制,便于快速定位和解决网络中的性能问题。
这个标准的批准和实施,促进了工业自动化、智能工厂和自动驾驶等领域对高质量网络连接的需求,推动了TSN标准的普及和应用。然而,它也对网络设备的设计、配置和管理提出了新的挑战,要求网络工程师具备更高级别的专业知识和技术能力。
IEEE 802.1Qbv-2015是面向未来工业互联网和实时通信的重要技术补充,对于构建高度可靠、低延迟和确定性的网络环境具有重要意义。