資(zī我筆)源預約和分(fēn)配是網絡保證服務質舊又量的前提。TSN網絡中(zhōng)有兩種類型的服務質量保證，一(yī)是帶路高寬預約流量（如音頻(pín)視頻(pín)林白流），一(yī)種是周期性的時間敏感流量。爲保證這些流量的服務質量，日問一(yī)方面需要在包含網絡接口适配器和交換機話飛的端到端路徑上進行資(zī)源預留，另一(yī見報)方面需要TSN網絡接口适配器對預約資(zī)源流量進行整拿火形和過濾，避免超出預約的流量通過UNI接口進入網絡，不有對其他正常流量産生(shēng)影響。因此，TSN網絡需要根據離(外地lí)線的資(zī)源預約和規劃結果，對交森可換機和網絡接口适配器上的資(zī)源進行相應配置。 都他 一(yī)、TSN網絡的配置管理概述    （1）面向預約帶寬流量的資(zī雜女)源管理
     目前T站民SN網絡支持兩種類型流量的服務質量保證，分(fēn)别爲預約帶場醫寬的流量和周期調度的時間敏感流量。
    &n服鄉bsp;預約帶寬流量主要針對音視頻(pín)對到應用數據的傳輸，需要在保證帶寬的同時，是的傳輸延時不超過最喝通大(dà)限制，例如音頻(pín)流量延時不超過10ms，視頻(p家愛ín)流量延時不超過100ms。TSN交換機在數土錯據平面爲預約帶寬流量提供基于信用的整形器（Credit based shape煙師r）機制，控制平面采用流資(zī)源預約協議SRP 輛唱（802.1Qat）動态的預約網絡資(zī)源。      TS低友N工(gōng)作組爲TSN網絡的配置管理定義了銀來SRP協議。802.1Qat定義的SRP協議類似互聯網中新河(zhōng)的RSVP，發送方首先定義筆愛流量的規範Tspec，包括最大(dà)分(fēn)組尺寸和帶寬等信息，雜懂然後從發送方開(kāi)始向接收方發送預約資(zī工綠)源的消息（包含流ID，流規範Tspec，分(fēn)麗窗組MAC地址，VLAN ID和優先級等信息），微月在沿途的交換設備上預約信息。     &nb筆雜sp;由于傳統基于總線的列車(chē)通信系統難以滿足相近要求。2014年，國際電(diàn)工(gōng)委員(yuá很理n)會頒布了IEC61375 2-5（以太列車(chē)骨幹網，ETB）和IE樹愛C61375 3-4（以太列車(chē)組成網，ECN），将以太公動網應用于高速列車(chē)。将列車(chē)網絡骨幹雨不帶寬從1.5M左右提升到100M，以求滿足列車(chē)網絡高帶寬資物交換需求。    （2）面向時間敏感一電流量的資(zī)源管理
     時雪少間敏感流量主要針對周期性産生(shēng金空)的關鍵控制信息，數據平面通過循環隊列轉吧嗎發CQF（802.1Qch）整形機制以及基于時間的門控邏輯（80書兒2.1Qbv）保證端到端信息傳遞的确定性延時。在控制平面采用時山基于集中(zhōng)控制器的流配置（802.1Q新友cc）方式對端到端交換路徑進行資(zī)源預約。    &nb煙關sp; 802.1Qcc是對SRP協議的擴展，除了我多可以支持更多數目的流資(zī)源預約外(wài)來這，還支持集中(zhōng)的網絡通過集中(zhōng)的網絡控制器CNC（Ce照一ntral Network Controller）通過集中(zhōng)計算男科（交換路徑、資(zī)源需求和調度參數）和配置交換設備，以便支持周期性調度人是的時間敏感流量。    （3）針紅筆對特定場景的資(zī)源管理優化
   &n下筆bsp; 對于特定的規模有限的封閉平台網器討絡，如列車(chē)骨幹網絡，車(chē)載網絡等，網絡節點相對不術固定，關鍵業務數據流特點（如關鍵攝像頭的視頻(pín)流信息，關鍵傳科裡感器的周期性控制信息）相對固定，不會随着時間的變化而發生暗看(shēng)較大(dà)變化，對于這類網絡笑器可以采用離(lí)線規劃的方式靜态的分(筆暗fēn)配網絡資(zī)源，可以大(dà)大(dà)簡化資那森(zī)源管理的複雜(zá)性。 二、TSN網絡資(zī)源管理軟件框架 呢白    （1）基于SDN的資(zī)源管舊個理方式
   &nbs門美p; SDN技術的發展和成熟爲網絡細粒度管土亮控提供了新的手段。轉發控制分(fēn)離(lí)，集中(zhōng)管討區理和數據平面可編程是SDN的重要特點。T湖熱SN可以利用SDN思想實現有效的資(zī)源管理，主村些要有兩個優點。      一線事(yī)是802.1Qcc提出的集中(zhōng)計算和配置的CNC控制器花做模型與SDN集中(zhōng)管理模型十分(fēn)契合，因此可光紅以利用SDN網絡提供的基礎設施進行資(zī)源管理，如使用SD船門N控制器提供的設備管理功能，利用标準的openflow通道實現CNC與被金志管設備的通信等。      二是在S房我DN管理框架下(xià)，資(zī)源管理軟件可方便的獲取TSN網絡的其他信年跳息，例如當CNC以SDN北(běi)向接口應用形式實現時，可利用SDN控制劇姐器提供的REST API獲取TSN網絡的拓撲信息等。    （2）TSN資(兵還zī)源管理軟件
   去紅;  我(wǒ)(wǒ)們提出的TSN網絡笑化資(zī)源管理軟件的架構如下(xià)圖所示。自道雜上至下(xià)包含配置需求管理，全局資(zī)源分的光(fēn)配和設備資(zī)源配置三個層次。TSN資(zī)源管畫劇理軟件作爲SDN控制器上的北(běi)向接口應用，腦公與交換管理，安全管理和日志(zhì)管理等應用并列，同時利用SDN控制器的設備自呢管理和南(nán)向接口協議與網絡中(zhōng)的設備（含見通網絡接口适配器和交換機）進行通信。   &nbs農間p;  配置需求管理金拿主要保存設備資(zī)源狀态，應用預約狀态和網絡拓撲狀态信息高物。其中(zhōng)設備資(zī)源狀态信息可通過設備資(水請zī)源描述信息獲取，應用預約狀态信息可喝船通過離(lí)線配置或者動态協議獲取（T黃火SN實驗環境開(kāi)發暫不考慮類似SRP的做商動态預約協議），而TSN網絡拓撲信息可以離(lí購報)線配置，也可以通過REST API從SDN控制器獲取。     &nb麗海sp;全局資(zī)源分(fēn)配是資(zī)源管理軟訊火件的核心，主要功能是将一(yī)條用戶預約的流映射到端林金到端交換路徑上，并根據流的服務質量要求，爲店鄉其分(fēn)配交換路徑上每個設備上的資(zī)源。映射算法需要考慮的廠鄉因素及約束條件很多，理論上可證明爲NP完全問年我題。詳見下(xià)表。      樂錢;需要注意的是，在集中(zhōng)的TSN網絡資(zī)源管理模型下和我(xià)，爲每條帶寬預約的流分(fēn)配一(yī)個全局流ID對分相簡化實現複雜(zá)度十分(fēn)重要。在數據平面，網絡接口适配器都公實現分(fēn)組到全局流ID的映射和标記（例如将全局流ID攜帶在火玩VLAN tag中(zhōng)），交換船國設備可将全局流ID作爲轉發的依據。在控制平面，直接使站關用流ID可以簡化流分(fēn)類查表得複雜(zá)性，提升處理性能。 弟山 三、TSN設備的資(zī)源管理抽象   房唱    基于SDN的集中(zhōng)車地資(zī)源管理需要對TSN設備轉發平面的資(zī)源管理機制進行抽象。一(白女yī)方面可以向控制軟件屏蔽硬件實現的差異，另一(y厭雪ī)方面可以直接使用SDN控制器的openflow等南(nán)向接口協自小議對設備進行配置。      由于T厭兒SN網絡接口适配器實現的服務質量保證機制與TSN交換機基本相同，因此網絡討信接口适配器與交換機使用相同的資(zī)源管理抽象，如下(xi南但à)表所示。注意在表中(zhōng)沒有列出與服務事用質量保證相關的統計信息，在實現過程中(zhōn路計g)可根據需要添加。   雨家;   由于FAST交換模個章型可方便的在現有流水線中(zhōng)插入新的模塊短村以支持TSN交換，因此集中(zhōng)的TSN資(zī)源管理軟件對物生網絡接口适配器和交換機的資(zī)源配置管理地議實現十分(fēn)簡單，我(wǒ)(wǒ)們将在後續的文章中(zhō要靜ng)介紹。