本發明公開了一種TSN網絡轉發時間特性的測量方法及終端，所述方法包括：記錄同一個報文經過TSN設備內部預設個數的關鍵處理點的實際時間戳；收集預設個數時間戳并保存，同時發送給TSN控制平面；將預設個數時間戳與預期時間戳進行比較，根據比較結果得到實際時間與預期時間的差異。本發明通過精確測量TSN網絡轉發時間特性，根據測量結果來檢測TSN網絡功能是否正常，評估TSN網絡性能，并進一步調整和優化TSN網絡的業務路徑轉發時間計算。

技術領域

本發明涉及計算機應用技術領域，尤其涉及一種TSN網絡轉發時間特性的測量方法及終端。

背景技術

時間敏感網絡(TSN：Time Sensitive Networking)指的是IEEE802.1工作組中的TSN任務組正在開發的一套協議標準，該標準定義了以太網數據傳輸的時間敏感機制，為標準以太網增加了確定性和可靠性，以確保以太網能夠為關鍵數據的傳輸提供穩定一致的服務級別。時間敏感網絡(TSN)是以以太網為基礎的新一代網絡標準，具有時間同步、延時保證等確保實時性的功能。TSN其實指的是在IEEE802.1標準框架下，基于特定應用需求制定的一組“子標準”，旨在為以太網協議建立“通用”的時間敏感機制，以確保網絡數據傳輸的時間確定性。既然是隸屬于IEEE802.1下的協議標準，TSN就僅僅是關于以太網通訊協議模型中的第二層，也就是數據鏈路層(更確切的說是MAC層)的協議標準。是一套協議標準而不是一種協議，就是說TSN將會為以太網協議的MAC層提供一套通用的時間敏感機制，在確保以太網數據通訊的時間確定性的同時，為不同協議網絡之間的互操作提供了可能性。

TSN網絡設備包括TSN交換機和TSN終端，TSN設備具有全局時間同步(符合IEEE802.1AS協議)、時間門控整形器(符合IEEE 802.1Qbv協議)以及流過濾監管(符合IEEE802.1Qci協議，可選)功能。

TSN的傳送時間敏感業務的過程為：首先全網TSN設備必須全局時間同步；然后1Qci輸入流過濾和監管模塊根據控制面的配置在不同的全局時間段將時間敏感業務流進行丟棄或者入隊，以及入隊到哪個輸出隊列；最后1Qbv輸出隊列時間門控模塊根據控制面的配置，在不同的全局時間段將不同隊列的業務流調度輸出。

TSN通過控制面對每個TSN設備基于全局時間的輸入、輸出控制，可以控制業務流在每個設備的轉發時間，從而實現業務流端到端傳送的時間確定性。如圖1所示的TSN設備轉發時間模型中，主要控制Tb、Tc的時間點及其動作實現報文轉發時間的確定性。因此，精確控制Tb、Tc，也就是保證設備實際轉發時間Tb2、Tc2與預期時間Tb1、Tc1相同或者偏差固定，是TSN網絡的確定性轉發的關鍵。

TSN實際網絡轉發中預期時間和實際時間如下表所示：

在TSN實際網絡轉發并非理想模型，實際和預期存在偏差，包括：

(1)Tb1、Tc1是控制面配置的預期時間，但TSN設備的實際時間為Tb2、Tc2并不能做到與Tb1、Tc1完全一致或者固定偏差，偏差大小取決于TSN設備的具體實現。

(2)在Tb2、Tc2確定的情況下，在不同的包長、網絡流量下，Ta2、Td2也會存在波動，不能做到固定，偏差大小同樣取決于TSN設備的具體實現。

TSN設備的實際操作時間與預期時間存在非固定偏差，會降低TSN網絡的帶寬效率。比如對于TSN的CQF應用，為了下游節點能夠容納線路延時和時間波動，上游節點在循環周期(CycleTime)的可用時間需要取保守值，Cycle可用時間＝標稱CycleTime時間-物理線路延時-Ta最大抖動-Tb最大抖動-Tc最大抖動-Td最大抖動。抖動越大，循環周期可用時間越少，TSN網絡效率越低。