TSN的协议和标准

TSN协议族包含了多个子协议，分为四大类别：时钟同步、数据调度及流量整形、可靠性和资源管理。

每个类别的子协议都发挥了关键作用，确保了时间敏感网络通信的高性能。

1. 时钟同步

时钟同步是TSN协议族中的一个关键组成部分。为了实现时间敏感网络通信，所有网络设备都需要具有相同的时间基准。

时钟同步协议负责确保各个设备之间的时间同步。

在TSN中，两个主要时钟同步协议是：

• IEEE 1588（Precision Time Protocol，PTP）：这是一种用于时钟同步的高精度协议，能够将网络中的设备时钟同步到亚微秒级。PTP协议常用于要求高精度时钟同步的应用，如工业自动化和音视频传输。
• IEEE 802.1AS：该协议是专门为以太网网络设计的时钟同步协议，可确保各设备的时间基准一致，从而协调数据传输并实现精确的时间敏感通信。

时钟同步的关键作用在于确保数据包在整个网络中具有相同的时间参考，从而使时间敏感数据的传输能够按照预定的时间表进行，以满足实时通信的要求。

2. 数据调度及流量整形

数据调度及流量整形是另一个重要的TSN协议族类别，用于管理数据流的传输和时延。

它包括以下关键协议：

• IEEE 802.1Qbv：时间感知带宽调度协议，定义了时隙分配机制，以确保时间敏感数据流的实时传输。时隙的分配和管理使不同类型的数据流能够按照其需求在网络中传输，从而提高网络的效率。
• IEEE 802.1Qbu：时间感知帧编码协议，用于压缩和解压时间敏感数据帧，以降低数据传输的开销，提高网络效率。

数据调度及流量整形的主要作用是确保时间敏感数据流和非时间敏感数据流在同一网络中的传输，同时限制数据包传输的时延，以满足不同应用的低时延需求。

3. 可靠性

TSN协议族中的可靠性协议用于处理网络中的故障和数据传输的可靠性。

这包括以下协议：

• IEEE 802.1Qci：时间感知流程控制协议，用于确保时间敏感数据流的可靠传输，以防止数据丢失或过度拥塞。
• IEEE 802.1CB：流冗余协议，通过序列编号和复制数据帧，以确保只有一份数据帧被接收，从而提高数据传输的可靠性。

可靠性协议的目标是应对网络中的故障和攻击，以确保数据传输的可靠性和完整性，特别是对于关键应用来说，这一点至关重要。

4. 资源管理

资源管理是TSN协议族中的另一个关键组成部分，允许网络管理员配置网络资源，以确保各种应用的性能得到满足。这包括：

• IEEE 802.1Qat：流预留协议，根据流的资源需求和可用网络资源情况指定数据准入控制，以保留资源并通告网络中的所有节点，确保指定流的资源可用。

资源管理协议的作用在于确保网络中的资源得到合理分配，以满足各种应用的性能需求，从而提高网络的效率。