&nbs男房p;在802.1Q-2014定義的以太網開看交換基本模型基礎上，針對TSN的特定需求，802.1Qc高花i和802.1Qbv修訂對交換模型中分組輸出緩土河存的入隊列操作和出隊列調度機制進行了擴展，通(tōng)過使用門拍錯控時(shí)間列表等機制對時(shí)間朋光敏感分組入隊和出隊操作進行了限制。      FA用雨ST 3.0的流水線可以在保持現有模塊不(bù)變前提下，通(tōng來紙)過按需擴展插入新的模塊支持用戶定制的功能，因此可以方便地将TSN交換處理雪服流程映射到FAST流水線上實現。 一、TSN交換處理流程   &nbs人媽p;（1）标準以太網交換流程
  &nbs科民p;   802.1Q-20麗聽14定義了标準以太網的交換流程，如(rú)下圖所示。處理流程主要包含村筆10個模塊，每個模塊的功能見下表。    &n她海bsp; 802.1Q規範沒有明确定義流量測量的粒度，無法對進入網絡快器的流量進行細粒度的測量和管控。雖然支持多種輸出調度算法男愛，但更多是保證輸出調度的優先級，或者按照預城媽先确定的權值分配不(bù)同優先級隊列占用的輸出帶寬，在調度中沒有利習不用全局時(shí)間信息，無法實現确定性的延時(shí)控制。軟件定農就義網絡技術的應用可以簡化交換流程，将生成樹管理以及地址學習功能上載到控制器(河答qì)上實現，可以針對每條細粒度的流定義交換行為(wèi)，但也難以實現确笑林定性的延時(shí)控制。    （2）TSN對以太舞小網交換流程的擴充
   笑議;  針對确定性交換的商喝目标，TSN主要在時(shí)間同步（802校笑.1AS）、單流的過濾和管控（802.1Qci，Per-來光Stream Filtering and Policin內一g），時(shí)間敏感流量的調度（802.1Qbv En到鐵hancement for scheduled 兒兒traffic）以及幀剝奪（802.1Qb報務u）四個方面對标準以太網交換流程進行增強，除了時(shí)間同步标準外書友，其他(tā)三個标準都成為(wèi)802.媽他1Q的修訂，并合并到最新的802.1Q-2018中。    跳司  時(shí)間同步機制采用IEEE 1588的PTP協喝熱議，為(wèi)分組進入隊列和輸出調度的時(shí)間門控邏輯提多下供精确的全局同步時(shí)間。    &nb票妹sp; TSN在轉發流程中擴充的單要拍流過濾和管控（PSFP）機制主要實現三個功能，一是單流測量，使用令牌去車桶機制測量到達的每條流得(de)流量和最大(dà)幀長(體愛cháng)度是否超過預定合約；二是時(shí)間門控懂子隊列選擇機制，即将全局時(shí)間（分組到達的到說時(shí)刻）加入隊列選擇算法中考慮，就車重新計算分組内部優先級，并根據内部優先級而不(bù)是分組VLAN地輛頭或IP頭中攜帶的外部優先級選擇輸出隊列号；三是入隊測量，內雨基于令牌桶機制對進入特定隊列的流量進行測量，保證進入相應隊列山章緩存的分組流量滿足一定的合約。     &子物nbsp;輸出時(shí)間門控機制将全局時(shí)間用于輸舊拍出調度，對于保存時(shí)間敏感幀的特定看道隊列，是有在制定時(shí)刻才會(huì)打開(kā工來i)。輸出門控機制實際上是為(wèi)每個輸出隊列設置了一個開(kāi)關，亮一隻有開(kāi)關打開(kāi)時(shí)，隊列調度請求才會(huì)發送年場到輸出調度模塊，該隊列中的調度請求才能被響應。     &n算個bsp;幀剝奪機制主要是避免低(dī)優先級的長(cháng)姐快幀在發送時(shí)占用輸出接口，影響高優先級幀的發送。例如(筆見rú)在某個時(shí)刻，高優先級隊列門的狀态由關閉變成打開(k事下āi)，因此輸出調度邏輯可調度該隊列中的弟一高優先級幀發送。若在高優先級隊列門打開(kāi)前，一個低(dī)優先級北一的幀剛剛被調度，則該幀的發送可以立刻終止，在高優先少關級幀發送完成後，低(dī)優先級的幀可以繼續發送。為(wèi)了使以太黃煙網的MAC層支持幀剝奪機制（支持一個幀分多次發送雪著，MAC層負責這些分片的重新組合），802.3工(gōng)作組也推出了相應的愛水規範（802.3br）。 二、FAST-TSN實現模型    &nbs弟路p; FAST基本流水線包含協議解析（GPP），關鍵字提取（GKE）見器，匹配查表（GME），通(tōng)用動作（GAC）和通(tō不在ng)用輸出控制（GOE）五個基本的模塊，可為(wèi)T錢唱SN交換提供基本的分組處理功能。而時(shí)間同步，以及流學還的測量整型、時(shí)間門控和輸出調度邏輯分别由用戶定義的PTP 購湖UDA、CFQ UDO和PTPUDO模塊實現，工信如(rú)下圖所示。      可開 FAST-TSN模型的特點是：     &路冷nbsp;1.在硬件流水線中插入PTP協議處理模塊，完全由硬件實現PTP同步幀書銀（sync/delay-req/delay-resp幀）處理，不(b見厭ù)需要軟件參與，因此支持頻率更高的時(shí)間同謝行步操作，可獲取優于100ns的同步精度。     &nb睡他sp;2.将TSN的PSFP機制中的流分類和單流測時還量映射到FAST基本流水線中實現，通(tōng)過GME實現基于站人五元組的流分類功能，為(wèi)每個分組分配一個fl鄉土owID并填寫到分組的元數據中，後續的GAC、購農GOE和UDO模塊可以利用flowID進行相關的操作。    房書  3.采用獨立的U員員DO模塊實現核心的TSN門控和調度機制，通(tōng)過那民UDO模塊的重構可以支持多種TSN實現模型房飛，滿足不(bù)同TSN交換場景的需求。我們(men)實現的來熱CQF-UDO模型可以保證确定性的端到端交換延時(shí)。 路開     &nbs為你p;我們(men)将在後續文章中，對TSN的CQF轉發懂坐模型，以及PTP UDA、PTPUDO以及CFQ 在西UDO模塊的功能實現進行詳細介紹。