OpenTSN網絡時間同步與交換延時的初步測試結果
發布時間:2019-08-01
&nbs高公p;基于OpenTSN環境和TSN-Insight機制,我(wǒ)(wǒ)們對哥公環形網絡中(zhōng)4個TSN交換機的同了做步精度和基于CQF整形的TSN流轉發延時進行了測試。初步驗證了水什目前實現方案的有效性,也發現了一(yī)些潛在的bug。
一(yī)、同步精度測試
Open器北TSN環境的同步精度基于TSN-Insight的Beacon機制測試樂年,即每個交換機在固定時間(每1ms開(kāi)始時)向Insight設備發送b雪謝eacon分(fēn)組(基于PTP協議擴充),體街由于Beacon分(fēn)組基于PTP協議格式一厭,因此沿途交換機會記錄該分(fēn)組的透明時鍾值。Ins刀行ight設備收到beacon分(fēn)組時,通過懂森透明時鍾的修正(類似AS6802标準中(zhōng)的固數中化操作)即可推斷這些beacon源自TS麗化N交換機之間的時間偏差。
&習厭nbsp;與常規的秒脈沖機制相比,基于Beacon機制的精度化慢測量具有實現簡單,無需專業的測試設備的優點(TSN-Insight的PTP協議農歌擴展和Beacon機制詳見參考文獻[1][2],我(w動算ǒ)(wǒ)們也将在後續文章中(zhōng)介紹)。能可
 一輛;無背景流時,四個交換機時鍾(從)與主時鍾的偏差絕大(dà)多數時間可以控制在器路100ns以内,交換機1和交換機2在個别時間(周期性出現)的偏差會厭遠突破100ns,如圖1所示。
圖1 無背景流時的同步精度
&n又城bsp; 使用TSN-Insight軟件,同時分(fēn)資好析上報攜帶同步精度的Beacon分(fēn)組的透明時鍾時發現,源自交換會草機1和交換機2的Beacon分(fēn)組公唱的透明時鍾值也會周期性的跳高,因此懷疑在Insight分(fēn)一火析處理流程中(zhōng)或者在TSN交換機中(zhōng)Bea門說con産生(shēng)邏輯中(zhōng)可能還存在bug待解決。
明船
圖2 源自不同TSN交換機Beacon分(fēn)組的透明時鍾值
光市
&nbs紅化p; 通過測試儀可以向TSN網絡中(zhōng)注入背美愛景流。在10M和100M背景流下(xià),TSN交換機化熱之間的同步如圖3和圖4所示。
圖3 10M背景流幹擾下(xià)的同步精度
都姐
圖4 100M背景流幹擾下(xià)的同步精度
&nb媽公sp;由圖4可以看出,在某些條件下(xià),交換機2的同步誤差超秒刀過300ns,而且在第200個采樣點之後,同步的懂精度突然變得更高,優于50ns,具體(tǐ)的原因待查。
二、TSN流的轉發确定性測試
&對影nbsp; 我(wǒ)(wǒ)們基于802.1Q些機ch标準中(zhōng)提出的CQF整形模型以及典型冷讀的時間槽配置對10M TSN流的交換性能資雨進行了測試。
著是 FAST-ANT測試儀通過令牌桶機制微開控制10Mbps帶寬數據流的發送,由于令牌是周期性增飛電加的,因此發送的數據流具有周期性的特點,符合TSN流的定義人不。測試中(zhōng)每個分(fēn)組的大(要我dà)小(xiǎo)爲固定的256字節。
 議電;根據CQF模型,分(fēn)組在經過n個交換機時,延時可确定性保證在(n-1中事)*D和(n+1)*D之間。在測試中(zhōn算現g)時間槽D配置爲250us。因此分(fēn)組房自在經過1、2、3、4跳交換機後,延時應該分(fēn分費)别在[0,500us],[250us,750us],[50朋愛0us,1000us]以及[750us,1250農路us]之間。實測結果如圖5所示,符合預期。TSN分(fēn)組的主要延時位于C可物QF隊列中(zhōng)的延時,由于隊列切換時間爲25章他0us,因此分(fēn)組的延時主要由其進入隊列時間畫美到隊列切換時間之間的差值決定,因此随着時嗎遠間的變化,分(fēn)組延時成鋸齒形變化也是厭得符合預期的。
圖5 基于CQF整形的轉發延時确定性測試
和站
三、初步測試結論
&nbs制風p; (1)TSN-Insig路照ht的Beacon機制可有效監測TSN網絡内部的同步狀态,發現同步弟們異常,是OpenTSN驗證對TSN關鍵技術驗證窗歌必不可少的組成部分(fēn);
們舊(2)基于OpenTSN中(zhōng)的同步機制,在規模有限兵知的網絡中(zhōng),可以取得優于200ns的同步延時,但同步系統或I快機nsigt系統的Beacon機制在實現中(zh聽窗ōng)可能存在bug需要解決;
 窗身;(3)TSN中(zhōng)基于802.1Qbv/文要802.1Qch的整形機制可以保證轉發延時的确定性。
秒城
參考論文:
[1] 楊毅等,ePTP:一(yī)種天基超算平站們台交換網絡狀态監測機制,2019年軟件定義衛星高匠對峰論壇,優秀論文;
[2] Tianyu Bu, Yi Yang, Xiangrui 空討Yang etc. TSN-Insight: A去師n EfficientNetwork Monitor for綠公 TSN Networks,APNET’長錢2019 poster