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小课堂 | 以太网标准简介

2019-08-08



上期回顾 | TSN网络是什么?

TSN是时间敏感网络的缩写,是在标准以太网基础上进行的使用创新。TSN网络的好处在于:

1. TSN利用了电力行业应用的精确时间协议IEEE 1588;

2. 有了这些时间戳,我们就可以根据时间进行排程;

3. 直接留出传输余量给高优先级的信息,进行优先传输。



在上次发布的《TSN时间敏感网络是什么?》中,我谈到了时间敏感网络给应用带来的好处。但一些读者对我在文中提到TSN由7个标准构成的解释有问题,不是还有很多标准没有发布吗?

确实,这些并不完全,因为IEEE 802标准委员会仍然在对TSN标准做规范和完善,比如P802.1Qcz这些,如果都算上,TSN后续至少有17个标准在进行。

作为一名IEEE会员,在等待TSN有更大进展的同时,我们可以先来了解一下IEEE 802标准委员会是如何对以太网标准进行分类和定义的。

首先,IEEE 802系列标准是IEEE 802 LAN/MAN标准委员会制定的局域网、城域网技术标准(来源:百度百科)。所以,IEEE802 LAN/MAN标准委员会使用开放和认可的流程,来制定和维护本地和其他区域网络的网络标准,并在全球范围内宣传这些标准和做法。

其中,最广泛使用的标准是以太网、桥接和虚拟桥接局域网、无线局域网、无线PAN、无线MAN、无线共存、独立于媒体的切换服务和无线RAN。这一系列标准中的每一个子标准都由委员会中的一个专门工作组负责。

目前进行中(活跃的)的子集有9个,分别是:

协议 组别
802.1 更高层局域网协议工作组
802.3 以太网工作组
802.11 无线局域网工作组
802.15 无线个人局域网工作组 (WPAN)
802.18 无线电管理标签
802.19 无线共存工作组
802.21 媒体独立移交服务工作组
802.22 无线区域网络
802.24 垂直应用标签

其次,在IEEE 802.1标准中,如果你看到的是大写字母组成的标准,比如802.1Q或者是802.1AX,那么这些都是独立的标准。

另外,工作组会对这些标准进行修订,所有的修订会以小写字母进行表示,比如802.1Qcz或802.1AEbn。

最后,这些修订的小写字母表示的子标准,会被定期合并到主要标准中,比如802.1Qcz是802.1Q的一部分。所以,802.1Q可以视为集成多个单独标准至其中的一个母集。

另外,还有一种,P802.1Qcz。像这种在802.1前面加了一个“P”,则表示这是正在进行的项目;如果没有“P”,则表示该标准已经发布。


那我们再回到TSN标准。目前,TSN包含了4个方面的概念,分别是:同步(Synchronization)、可靠性(Reliability)、延迟(Latency)及资源管理(Resource Mgmt)。

同步:同步(Synchronization)主要指的是时间同步,采用的主要标准是IEEE 802.1AS(其中包含了IEEE 1588的概念);

可靠性:可靠性(Reliability)主要指对以太网帧的超可靠传输,其主要标准是帧的复制与删除(P802.1CB),因为正在修订所以标准前面增加了“P”。此外,还包括路径控制的标准Path Control (802.1Qca)和每流的过滤标准Per-Stream Filtering (802.1Qci),所以可以直接引用802.1Q。还采用了时间同步标准Time sync (P802.1AS-Rev)(修订版主要增加了对无线802.11的支持,以及对链及环型拓扑的支持)。

延迟:延迟(Latency)主要指有边界的延迟,因此主要标准是基于信用的整形Credit Based Shaper (802.1Qav)、抢占 Preemption (802.3br & 802.1Qbu)、预定流量Scheduled Traffic (802.1Qbv)、循环排队和转发Cyclic Q-ing & Fwd (802.1Qch),和正在修订的异步流量整形Async Shaping (P802.1Qcr)。

资源管理:资源管理(Resource Mgmt),目前已经发布的有流资源预留Stream Resv Prot (802.1Qat)、时间敏感网络的配置TSN configuration (802.1Qcc)、移动前传网络YANG (802.1Qcp)、未发布的链路本地注册协议Link-local Resv Prot (P802.1CS)(这个修订版主要对数据库管理进行了优化)。



以上就是对IEEE 802标准命名的一些解释,以及结合TSN标准做了一些说明。如果你记不住TSN那么多标准,或者不知道在设计方案中该引用或者遵循哪些标准,我个人的建议是你只需要引用或者遵循文章开头提到过的7个基本标准即可。

如果你想进行更加深入的阅读,请参考网站http://www.ieee802.org/(中英文不符之处,以英文为准)。



本文作者:董琪,销售总监。



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