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TSN协议族根据实现功能可以分为:定时与同步、延时、可靠性和资源管理四个类别,往期的时间同步——☞TSN 802.1AS介绍一文向大家介绍了定时与同步功能的核心——802.1AS协议。
而在☞基于TSN工具的时间同步分析(七种延时,一次厘清)一文中讨论了评价时间同步精度的七个指标,本文则将介绍实现可靠性功能中的802.1Qci协议。
异常流量是指发送端或交换机发送了过多流量,或是在错误的时间发送流量,这样就占用了其他流量的带宽,导致这些流量的带宽和时延都无法保证,甚至会影响到整个网络。
下图展示了基本的异常流量现象,图中T1、T2是两个发送节点,L1、L2、L3作为三个接收节点,B1、B2是两个Bridge设备,红色、绿色分别表示T1、T2发送的数据流;这里T1发送的数据流超出其规定的带宽,导致同样从B1流出的T2数据流受到影响,使得接收节点L3接收数据的带宽和延迟要求没有满足。
对单个流量过滤(以下简称单流)
对单个流量类(Traffic class)过滤(以下简称单类)
单类+限流
如图所示,每个交换节点的输入端口均设置了单类过滤器,在输出端口设置有基于信用的整型器(CBS);图中的红、蓝、绿三种颜色表示的流量均属于同一流量类,因此,在B1的单类过滤器处,由于红色流量发生异常,导致总的流量类带宽为35+20超出40Mbit/s的限额,从而触发限流控制策略,使得红色流量实际输出带宽为30Mbit/s,蓝色流量实际输出带宽变为10Mbit/s;
单类+阻断
单流+限流
单流+阻断
从以上四种过滤控制策略的对比可以看出,单类过滤仅需要实现更少的过滤器,但无法保证正常流量的带宽和延时要求;与之相对的,单流过滤可以确保仅异常流量受到控制,其他正常流量不受影响,但需要对每个流量都要实现单独的过滤器,这无疑需要更多开销;阻断控制相比限流控制更直接也更安全,一方面确保恶意流量无法进入,另一方面确保流入的数据是完整的。
PSFP支持以上四种过滤控制方式,但推荐采用的是单流过滤和阻断控制的组合,因为此种方式既隔绝异常流量、而不影响网络中其他流量,又能最大程度地保障数据的完整性。
Stream Filters
即流过滤器表,每个表项表示某个流对应的过滤器,与下文中的特定门控(Gate)和流量计(Meter)关联。
Stream Gates
即流门控表,每个表项表示对某个流采取的门控措施(如,门控状态为关表示禁止对应流量流入)。
Flow Meters
即流量计表,每个表项表示对某个流的流量统计,当该流量超过了限制带宽则采取限流或阻断的控制。
对于未知来源的流量,PSFP通过设置门控关闭,阻止可疑流量流入;
对于已知来源的异常流量,这里的异常表现不限于带宽(带宽超出预留带宽),还包括如:最大数据服务单元(SDU)长度超出要求等,PSFP可以选择阻断或限流;
北汇信息还是TSN Systems在中国的独家合作伙伴,借助TSN Systems公司专业的TSN网络设备及分析软件,能够为下一代E/E架构中时间敏感网络提供系统级测试解决方案,包括系统设计测试、系统性能测试以及系统鲁棒性测试等。
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