探索Time Sensitive Networking:实现低延迟的前景
"Time Sensitive Networking (TSN) 是一种针对网络通信的先进技术,旨在实现确定性、低延迟和高可靠性的数据传输。在自动驾驶、工业自动化和其他对时间敏感的应用中,TSN扮演着关键角色。这篇文档由Norman Finn(华为技术有限公司)在2020年1月25日的IEEE 802和ITU-T Study Group 15 Workshop上提出,探讨了TSN工具箱中的各种组件和技术,以实现有界低延迟和超可靠性。" TSN,即时间敏感网络,是为了解决传统网络在处理实时、低延迟通信需求时的不足而设计的。它结合了一系列IEEE 802.1标准,以确保数据在预设的时间内准确无误地传输。以下是TSN的关键技术: 1. **信用基整形器(802.1Qav)**:这是一种流量控制机制,用于确保在网络中保持恒定的带宽分配,减少数据包延迟。 2. **帧优先级替换(802.3br & 802.1Qbu)**:允许高优先级帧中断并替换正在传输的低优先级帧,从而减少等待时间和提高响应速度。 3. **调度流量(802.1Qbv)**:通过精确的时间调度,确保关键数据包按预定时间到达,实现低延迟传输。 4. **循环队列和转发(802.1Qch)**:为特定应用提供周期性的队列管理,保证数据的连续性和一致性。 5. **异步流量整形(P802.1Qcr)**:提供了一种方法来管理和控制非周期性数据流,以避免拥塞和保持服务质量。 6. **QoS保障(P802.1DC)**:定义了服务质量策略,确保关键数据流获得所需的网络资源。 7. **高可用性和超可靠性**:如帧复制和消除(802.1CB)和路径控制与预留(802.1Qca),这些技术增强了网络的容错能力和可靠性。 8. **流过滤和监管(802.1Qci)**:允许对每个数据流进行独立的流量管理和限制,以保护网络免受恶意或异常流量的影响。 9. **时间同步(802.1AS)**:包括对IEEE 1588协议的配置,确保网络设备间的精确时间同步。 10. **零拥塞损失**:通过资源管理和专用资源分配(如流保留协议802.1Qat),实现零拥塞损耗,进一步确保低延迟。 11. **TSN配置(802.1Qcc)**:定义了TSN网络的配置和管理框架。 12. **基本YANG模型(802.1Qcp)**:使用YANG数据模型来描述TSN的配置和管理,便于网络自动化。 13. **YANG for CFM(P802.1Qcx)** 和 **YANG for LLDP(P802.1ABcu)**:分别为连接故障管理(Continuity Fault Management)和链路本地发现协议(Link Layer Discovery Protocol)提供YANG支持,增强网络监控和诊断能力。 TSN技术的这些组件共同工作,为自动驾驶等应用提供了至关重要的网络基础设施,确保了关键信息的实时、高效和可靠的传输。随着技术的不断发展,TSN将在未来的智能交通、物联网和自动化系统中发挥越来越重要的作用。
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