基于OpenTSN環境和TSN-Insight機制，我(wǒ)(wǒ)們對環形網絡中(zhōng)4個TSN交換機的同步精度和基于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      OpenTSN環境的同步精度基于TSN-Insight的Beacon機制測試，即每個交換機在固定時間（每1ms開(kāi)始時）向Insight設備發送beacon分(fēn)組（基于PTP協議擴充），由于Beacon分(fēn)組基于PTP協議格式，因此沿途交換機會記錄該分(fēn)組的透明時鍾值。Insight設備收到beacon分(fēn)組時，通過透明時鍾的修正（類似AS6802标準中(zhōng)的固化操作）即可推斷這些beacon源自TSN交換機之間的時間偏差。      與常規的秒脈沖機制相比，基于Beacon機制的精度測量具有實現簡單，無需專業的測試設備的優點（TSN-Insight的PTP協議擴展和Beacon機制詳見參考文獻[1][2]，我(wǒ)(wǒ)們也将在後續文章中(zhōng)介紹）。      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）的偏差會突破100ns，如圖1所示。      使用TSN-Insight軟件，同時分(fēn)析上報攜帶同步精度的Beacon分(fēn)組的透明時鍾時發現，源自交換機1和交換機2的Beacon分(fēn)組的透明時鍾值也會周期性的跳高，因此懷疑在Insight分(fēn)析處理流程中(zhōng)或者在TSN交換機中(zhōng)Beacon産生(shēng)邏輯中(zhōng)可能還存在bug待解決。      通過測試儀可以向TSN網絡中(zhōng)注入背景流。在10M和100M背景流下(xià)，TSN交換機之間的同步如圖3和圖4所示。      由圖4可以看出，在某些條件下(xià)，交換機2的同步誤差超過300ns，而且在第200個采樣點之後，同步精度突然變得更高，優于50ns，具體(tǐ)的原因待查。 二、TSN流的轉發确定性測試      我(wǒ)(wǒ)們基于802.1Qch标準中(zhōng)提出的CQF整形模型以及典型的時間槽配置對10M TSN流的交換性能進行了測試。      FAST-ANT測試儀通過令牌桶機制控制10Mbps帶寬數據流的發送，由于令牌是周期性增加的，因此發送的數據流具有周期性的特點，符合TSN流的定義。測試中(zhōng)每個分(fēn)組的大(dà)小(xiǎo)爲固定的256字節。      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)*D和（n+1）*D之間。在測試中(zhōng)時間槽D配置爲250us。因此分(fēn)組在經過1、2、3、4跳交換機後，延時應該分(fēn)别在[0，500us]，[250us，750us]，[500us，1000us]以及[750us，1250us]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CQF隊列中(zhōng)的延時，由于隊列切換時間爲250us，因此分(fēn)組的延時主要由其進入隊列時間到隊列切換時間之間的差值決定，因此随着時間的變化，分(fēn)組延時成鋸齒形變化也是符合預期的。 三、初步測試結論      （1）TSN-Insight的Beacon機制可有效監測TSN網絡内部的同步狀态，發現同步異常，是OpenTSN驗證對TSN關鍵技術驗證必不可少的組成部分(fēn)；      （2）基于OpenTSN中(zhōng)的同步機制，在規模有限的網絡中(zhōng)，可以取得優于200ns的同步延時，但同步系統或Insigt系統的Beacon機制在實現中(zhōng)可能存在bug需要解決；      （3）TSN中(zhōng)基于802.1Qbv/802.1Qch的整形機制可以保證轉發延時的确定性。 參考論文： [1] 楊毅等，ePTP:一(yī)種天基超算平台交換網絡狀态監測機制，2019年軟件定義衛星高峰論壇，優秀論文；
[2] Tianyu Bu, Yi Yang, Xiangrui Yang etc. TSN-Insight: An EfficientNetwork Monitor for TSN Networks，APNET’2019 poster