袁梦瑶，乔庐峰，陈庆华，王雷淘

（陆军工程大学，江苏 南京 210001）

0 引言

传统以太网遵循“尽力而为”的数据传输方式，并不为网络中的数据提供网络带宽、传输时延、时延抖动等保证。像音频、视频业务，如果不能满足其对传输时延和时延抖动的要求，很可能造成音视频的失真。另外，在工业和汽车控制领域中，用于控制工厂生产和驾驶操作的业务，其传输延迟不确定会导致系统不稳定、控制操作不准确。尽管已经有PROFINET、EtherCAT、CAN 这类网络技术来解决以上问题，但这些网络体系架构封闭，通用性差。基于以上原因，IEEE 802.1 工作组的TSN 任务组制订了时间敏感网络（Time-Sensitive Networking，TSN）标准[1]，其高精度时间同步、资源预留及路径控制、流量整形和业务调度等一系列关键技术，能够保证数据传输的实时性和可靠性[2]。

1 TSN 网络

TSN 具有时间同步、流量调度和网络配置3 大关键技术[3]。其中，时间同步是整个TSN 技术实现的前提，流量调度是TSN 技术实现的关键，网络配置是TSN 技术实现的保障。TSN 网络配置模式如图1 所示。集中网络配置控制器（Centralized Network Configuration Controller，CNC）通过集中用户配置控制器（Centralized User Configuration Controller，CUC）得知发送端和接收端对网络带宽和端到端传输时延的需求信息，然后根据需求信息进行运算，并将得到的网络配置参数下发给网络中相关的各网桥[4]，由网桥根据配置进行数据转发。

图1 TSN 网络配置模式

为了保证网络服务质量（Quality of Service，QoS），TSN 将网络中的业务流进行区分，并根据传输特性将业务流划分为8 类。每类赋给相应的优先级值，优先级取值范围为0～7。如图2 所示，从数据帧头优先级字段可以获取数据帧的优先级信息。……