标签: TSN测试与评估

时间敏感网络（TSN）允许合并OT和IT世界，并保证确定性以太网网络中所有设备的互操作性和标准化。TSN建立在一个真正成熟的生态系统中（如以太网），因此大家认为TSN将是下一代工业网络通信的核心技术。 TSN为了满足确定性的时延需求，会牺牲掉部分带宽资源，所以需要考虑提高资源利用率。除此之外，如何部署TSN网络？是采用分布式部署还是结合SDN等技术进行集中式部署？如何互联多个封闭的TSN 网络？如何协调传输时延的最大时延和平均时延？这些都是在选取TSN产品和做相关开发的时候需要考虑的一些问题。为了满足国内用户的测试和开发需求，虹科推出了IP Core开发方案和直接标准化的硬件产品，以及可以基于这些硬件所搭建的TSN的一个测试网络。 虽然大多数设备通常可以使用专有的解决方案，如网络管理器、命令行、串行端口等进行配置，但当增加更多的流量、数据流和设备时，这种方法是不可扩展的。配置冗余这样的机制，意味着为每个节点生成单独的配置，如其流识别机制、流处理程序、VLAN和恢复功能。当规模超过几个数据流时，这是一个很大的挑战。因此，当TSN网络中存在多个设备的时候，使用CNC配置工具会比单独配置更加高效。虹科RELY-TSN-Configurator是一款能够对不同类型的网络进行模拟、建模和后期分析的工具，允许在确定网络拓扑和通信需求时配置TSN设备，并保证满足约束条件。 获取准备部署在网络中的配置的过程有三个阶段： 1. 创建该网络的模型。TSN Configurator中的网络模型由四个主要实体组成：节点、帧流、拓扑结构和路径结构。它们之间存在依赖关系，因此要创建的第一个实体必须是节点，然后您就可以定义帧传输和拓扑结构，而当您定义了节点、帧传输和拓扑时，您就可以创建路径。 2. 选择要使用的TSN QoS机制并生成配置。在您创建了基本的网络模型后，您就可以生成该配置了。您必须决定如何处理流量分类，以及使用哪些TSN QoS机制。 3. 以所需的格式导出配置。一旦完成了配置，就可以轻松地将其导出到符合标准化YANG模型的XML。 一、创建网络模型的端节点 （1）在界面窗口下，右键点击NodeSets进行节点设置创建 （2）在name设置节点集合名称，同时点击下方的+给节点集添加端节点，如基础名称设置ES_,节点数选择4个，然后点击create，将自动创建4个连续编号的端节点。 二、 给网络模型创建帧传输流 （1）右键点击界面的FrameComNeeds，选择“Add New FrameComNeeds”，名字随意，NodeSet选择我们刚才创建的端节点集合nodes，然后点击create，完成帧流工程的创建。 （2）创建帧流工程后，开始在frame工程下设置各个端节点之间的帧传输形式，右键点击FrameFlow开始创建帧流，name名称随意，点击+号选择arrivalmodels到达模式，并自行开始选择填写相应的参数。 （3）然后开始选择帧流发送的端节点sender，以及自行填写默认延迟约束latency constraint，在最下方选择帧流的接受端节点receiver，最后点击create完成一个帧流路径的创建，还有可以选择单播、多播形式。 （4）同理在端节点数量允许下，可以创建其他的帧流路径，如图所示是其余的几个帧流路径，CC_2和CC_3 （5）创建所需的帧流路径后，点击frame工程就可以看到我们创建的所有帧传输路径，以及它们的具体参数信息。 三、绘制网络模型的拓扑结构 这部分要根据前面设置创建的端节点集合以及端节点之间的帧流传输来绘制相应的拓扑结构。具体如下： （1）右键点击主界面中的Topologies，选择Add New topology开始添加网络拓扑模型，name名称随意，NodeSet选择之前创建的nodes节点集。 （2）点击工程topology进入到网络拓扑模型界面，点击Graphic界面中的蓝色图标（交换机switch），然后移动光标到绘制区域，或者在绘制界面中右键选择“add new switch”开始添加交换机。Name名称随意，选择“fixed number of port”固定端口号对switch进行端口号设置，这里具体看自身对网络拓扑的定义（端节点之间通过switch如何链接），从而确定端口号数量。然后在下方选择switch的性能配置，最后点击create，完成switch的添加。 （3）同理创建同样的switch R2，为了网络连接参数更直观，双击创建的R2交换机switch，对于switch的3个端口port，双击PORT_修改顺序为345（为了和R1的三个端口区别，实际不影响实际的传输，为了更直观）。 （4）开始连接端节点和switch，点击界面上方的蓝色图标“add new t1s link”，然后选择拓扑中的端节点开始创立连接，另一种是右键直接点击端节点（选择Connect to），或者右键switch（选择Connect to），开始创立连接。 在Link creation 中的connected可以选择对应的端口号，同时选择连接链路的带宽速率，并且在name中可以看到连接关系。 （5）同理，创建其他拓扑连接链路，然后点击界面左上方file选择save as保存工程文件。 （6）然后点击界面上方的Cinfigure 并选择create routing。 （7）在下方的Routings中，软件根据前面的一列设置自动生成Routing（帧传输路径与网络拓扑结合），在Graphic中可以查看帧传输在网络拓扑下的传输路径（Frame Routes）。值得注意的是，如果直接在Routing下右键，选择自行创建Routing（索引到帧流设置的工程frame），在生成的Routing中，Frame Routes下的帧路径不会显示箭头方向。 四、TSN协议配置和模拟 这里举例如何快速配置网络，去对网络进行TSN流传输模拟，通过帧路径在网络配置后的具体传输情况，从而了解TSN协议机制。具体如下： （1）点击主界面上方的configure，并选择“Generate Network Configure” （2）接着上一步，点击“Next”继续进行下一步。 （3）接着上一步，在Traffic classification，选择automated classification，因为在前面的网络设置中，我们们没有对流量类别进行专门的分类，所以这里只需要第一个选项，然后点击Next。 （4）接着上一步，在mechanism select中选择配置相关的协议，这里举例配置TAS时间感知整形协议，勾选相应的配置选项框，然后点击next。 （5）接着上一步，点击Configure下方的“Start”开始对网络进行配置。 （6）接着上一步，出现ZeroConfigTSN Result结果，可以看到前面的帧路径。点击OK关闭，以及点击close关闭。 （7）回到主界面中，在FrameComeNeed下找到时间感知整形配置，在右方可以看到对应的帧路径以及门控列表等相关信息。