評價調(diào)度流重要指標(biāo)方法

許多關(guān)鍵時間應(yīng)用都要依賴多個網(wǎng)絡(luò)躍點上的超低時延才能正常發(fā)揮作用。在本文中，我們將探討在快速配置調(diào)度流量的同時保障其預(yù)期性能的各種方法。

——時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）是一系列在基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)確定性通信的標(biāo)準(zhǔn)。TSN可以為不同的確定性網(wǎng)絡(luò)要求提供不同的工具。

調(diào)度流量（IEEE 802.1Qbv）和幀優(yōu)先權(quán)（IEEE 802.1Qbu和802.3br）是在多個躍點上實現(xiàn)超低時延的部分最適合的可用TSN工具。調(diào)度流量的工作方式是為不同類型的流量分配專用的時隙，類似于時分多址（TDMA）方案的工作原理。然而，要在每個網(wǎng)絡(luò)躍點配置專用時隙，并確保通過網(wǎng)絡(luò)的幀不會遭遇等待時間，說起來很容易，但做起來卻絕非易事。

駕馭以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中的“綠波”

當(dāng)我們在道路上駕車時，一路綠波無疑是一種美好的體驗。所謂綠波就是一系列的交通信號燈（通常為三個或更多）通過協(xié)調(diào)工作的方式，在主交通方向上的多個路口實現(xiàn)連續(xù)不斷的車流。這些交通信號燈需要根據(jù)相互之間的距離和預(yù)期的車速來接受配置。

與此類似的是，對于以太網(wǎng)而言，當(dāng)一系列的橋接和終端站以相互協(xié)調(diào)的方式接受配置，使經(jīng)過調(diào)度的流在多個躍點上實現(xiàn)連續(xù)的數(shù)據(jù)流，而這就是通過調(diào)度實現(xiàn)的流量綠波。在配置網(wǎng)絡(luò)時，線纜和橋接的延遲，以及鏈路的速度，都需要被考慮在內(nèi)。

橋接或終端站上每個啟用Qbv的發(fā)送端口都有一個門參數(shù)表。這個門參數(shù)表的特性取決于：

基礎(chǔ)時間：調(diào)度啟動的時間

周期時間：控制列表索引返回至零后所用的時間，以及

控制列表：這是一個排序列表，其中的每個條目都規(guī)定哪個隊列應(yīng)開啟或關(guān)閉，以及開啟或關(guān)閉的時間長度。

在快速配置調(diào)度流量的同時為其預(yù)期性能提供保障要想配置多個躍點上調(diào)度流量并實現(xiàn)綠波，有一種簡易解決方案，即使用基礎(chǔ)時間來補償線纜和橋接延遲。例如，在上面呈現(xiàn)的簡單網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，我們可以在送話方1處以基礎(chǔ)時間0.0啟動。

在橋接1處，基礎(chǔ)時間應(yīng)當(dāng)是送話方1和橋接1之間的線纜延遲，再加上該幀穿越橋接1所用的時間。在存儲和轉(zhuǎn)發(fā)橋接中，幀長度也需要考慮在內(nèi)。如果是直通式橋接，這一問題可以忽略。根據(jù)該公式的類推，在躍點n處，基礎(chǔ)時間應(yīng)當(dāng)設(shè)置為：

同樣的方法也適用于更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以及有多個送話方和受話方的多個流。線纜和橋接延遲可以按動態(tài)方式計算。網(wǎng)絡(luò)配置可以由CNC和CUC實時更新，在有新的流加入網(wǎng)絡(luò)時，以及在流量條件發(fā)生變化時，都可以保持綠波。

測量端到端時延還不夠

要想為實現(xiàn)預(yù)期的超低時延提供保障，僅測量端到端時延是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。我們還需要在網(wǎng)絡(luò)上的不同點位處采集一系列的指標(biāo)，對已調(diào)度流在時間和多躍點上的穩(wěn)定性進(jìn)行評價。評價調(diào)度流的最重要指標(biāo)包括：

1. 特定已調(diào)度流的每個幀部分與預(yù)期到達(dá)時間的偏差

? 最大正偏差

? 最大負(fù)偏差

? 平均偏差

2. 已調(diào)度流量的計時直方圖 － 例如，在以下時間內(nèi)收到了多少幀：

? 距預(yù)期時間0..100納秒

? 距預(yù)期時間100..500納秒

? 距預(yù)期時間0.5..2微秒