Deterministic Networking - Deterministic Networking

Deterministic Networking (DetNet) - бұл IETF DetNet жұмыс тобының жүзеге асыруды зерттеуге арналған күш-жігері детерминистік үшін деректер жолдары шынайы уақыт деректерді жоғалту жылдамдығы өте төмен қосымшалар, пакеттің кешігу вариациясы (діріл) және шектелген кешігу, мысалы, аудио және видео ағыны, өндірістік автоматика және автокөлікті басқару.

DetNet жұмыс істейді IP 3 қабат а көмегімен маршрутталған сегменттер Бағдарламалық қамтамасыздандырылған желі қамтамасыз ету үшін қабат IntServ және DiffServ интеграция және қызмет көрсетуді төменірек деңгейге жеткізеді 2 қабат сияқты технологияларды қолданатын көпірлі сегменттер MPLS және IEEE 802.1 Уақытты сезінетін желі. Deterministic Networking мақсаты уақыт өте маңызды, сенімділігі жоғары өндірістік бақылау және аудио-бейне қосымшаларын арнайы мақсаттан көшіру болып табылады Fieldbus желілер (HDMI, CAN автобусы, PROFIBUS, RS-485, RS-422 /RS-232, және I²C пакеттік желілерге және IP соның ішінде. DetNet жаңа физикалық желідегі жаңа қосымшаларға да, қолданыстағы АТ қосымшаларға да қолдау көрсетеді.

Нақты уақыттағы қосымшаларға қолдау көрсету үшін DetNet деректер ағыны жолының бойындағы аралық түйіндердегі деректер жазықтығы қорларын брондауды, желілік топологияға тәуелді емес маршруттарды есептеуді жүзеге асырады және деректер пакеттерін уақыт пен / немесе кеңістікте қайта таратады, тіпті мәліметтерді жеткізу арқылы бір жолдың жоғалуы.

Негіздеме

Стандартты АТ инфрақұрылымы кідіріске сезімтал деректерді тиімді басқара алмайды. Коммутаторлар мен маршрутизаторлар пакетті / кадрларды өңдеу үшін түпнұсқалық белгісіз алгоритмдерді қолданады, бұл мәліметтердің ағып кетуіне әкелуі мүмкін. Бұл ағындарды тегістеудің жалпы шешімі буферлік өлшемдерді ұлғайту болып табылады, бірақ бұл жеткізу кідірісіне кері әсерін тигізеді, себебі деректер келесі қосқышқа немесе маршрутизаторға жіберілмес бұрын буферлерді толтыруы керек.

IEEE Уақытты сезінетін желі тапсырма тобы кезек күтуге, пішімдеуге және жоспарлауға арналған детерминирленген алгоритмдерді анықтады, бұл әр түйінге желінің коммутаторындағы буферлік өлшемді есептеу арқылы әрбір деректер ағынының талаптарына сәйкес өткізу қабілеттілігі мен кідірісті бөлуге мүмкіндік береді. IP-дестелерді жеткізуді жақсарту және қол жетімді болғанда TSN жабдықтарымен өзара әрекеттесуді қамтамасыз ету үшін бірдей алгоритмдерді желінің жоғары деңгейлерінде қолдануға болады.

Талаптар

Әр түрлі салалардағы өтінімдерде негізінен ұқсас талаптар қойылады, оларға мыналар кіруі мүмкін:[1]

  1. Наносекундтан микросекундқа дейінгі дәлдікпен бүкіл желі бойынша әр тораптағы уақытты синхрондау (маршрутизаторлар / көпір).
  2. Мәліметтердің детерминирленген ағыны:
    • unicast немесе мультикаст пакеттер;
    • бүкіл желі бойынша ең төменгі және максималды кідіріс уақыты мен соңғы кідірісі, қажет болған кезде тығыз дірілмен;
    • Ethernet пакетінің жоғалту коэффициенті 10-дан−9 10-ға дейін−12, 10-ға жуық сымсыз торлы желілер−5;
    • қол жетімді желінің өткізу қабілеттілігін жоғары пайдалану (шамадан тыс қамтамасыз етудің қажеті жоқ);
    • ағынды дроссельсіз, кептелістен кері байланыссыз немесе басқа желілік анықталған беріліс кідіріссіз өңдеу
    • тіркелген тарату кестесі немесе өткізу қабілеті мен пакеттің максималды мөлшері.
  3. Әр түйінде беруді жоспарлау, қалыптастыру, шектеу және басқару.
  4. Қатерлі түйіндерден қорғау (мәліметтерде де, басқару жазықтықтарында да): ағын жоғары жүктеме кезінде де басқа ағындарға әсер ете алмайды.
  5. Ағынды тасымалдайтын түйіндердегі ресурстарды сақтау.

Пайдалану

Ресурстарды бөлу

Пакеттің жоғалуын азайту үшін буферлік кеңістік немесе байланыстың өткізу қабілеттілігі сияқты ресурстар көзден межеге дейінгі жол бойындағы ағынға тағайындалуы мүмкін. Әр түйінде жеткілікті буферлік сақтауды қамтамасыз ету сонымен қатар максималды кешігуді шектейді, максималды тарату жылдамдығы мен максималды пакеттің мөлшері әр ағын үшін нақты анықталуы керек.

Жол бойындағы әрбір желі түйіні осы деректер жылдамдығынан аспауы керек, өйткені кез-келген пакет жоспарланған уақыттан тыс жіберілген, келесі түйінде қосымша буферлеуді қажет етеді, бұл оның бөлінген ресурстарынан асып кетуі мүмкін. Деректер жылдамдығын шектеу үшін жол полициясы және пішіндеу функциялары қолданылады. кіру порттары. Бұл сонымен қатар тұрақты ақпараттық трафикті DetNet көздерін дұрыс ұстаудан сақтайды, пакеттердегі орындалу уақыты өрістері және барлық түйіндердегі суб-микросекундтық уақыт синхрондалуы ең төменгі ұштан кешігуді қамтамасыз ету және тұрақсыз жеткізілімді (діріл) жою үшін қолданылады. Джиттер аудиовизуалды қосымшалардың қабылданатын сапасын төмендетеді, ал сериялық байланыс протоколдарының негізінде құрылған желілік қосымшалар дірілмен жұмыс істей алмайды.

Қызметті қорғау

Пакеттің жоғалуы медиа қателер мен жабдықтың істен шығуы салдарынан да болуы мүмкін. Дестелерді көбейту және жою және пакеттерді кодтау сервисті осы ақаулардан қорғауды қамтамасыз етеді.

Репликация және жою деректерді бірнеше айқын жолдар бойынша тарату және оларды тағайындалған жерге жақын жерде қайта жинау арқылы жұмыс істейді. Реттік нөмір немесе уақыт белгісі DetNet ағынына немесе тасымалдау протоколының пакетіне қосылады, содан кейін қайталанатын пакеттер жойылады және тәртіптен тыс пакеттер қайта реттеледі, ақпарат пен жіберу журналдарының дәйектілігі негізінде, ағынның кешігу шектеулеріне сүйене отырып, бұзылуларға шектеулер енгізеді, өйткені тапсырыс пакеттері дірілге әсер етеді және қосымша буферлеуді қажет етеді.

Әр түрлі ұзындықтағы жолдар кідірістерді теңестіру және ақаулықты қалпына келтіргеннен кейін өткізу қабілеттілігінің шектеулерін қамтамасыз ету үшін қосымша буферлеуді қажет етеді.Қайталануды және жоюды бірнеше сәтсіздіктерден қорғауды жақсарту үшін бірнеше DetNet түйіндері қолдануы мүмкін.Пакеттік кодтау артық және қате қосып, әр пакет үшін бірнеше жіберу бірліктерін қолданады. әр тарату блогына бірнеше пакеттен түзету туралы ақпарат.

Айқын маршруттар

Торлы желілерде істен шығу немесе қалпына келтіру сияқты топология оқиғалары желінің қашықтағы сегменттерінде де мәліметтер ағымына әсер етуі мүмкін. Маршруттың өзгеруінің жанама әсері - бұл тапсырыстан тыс жеткізу.

Нақты уақыттағы желілер көбінесе басқарудың қарапайым протоколы бар физикалық сақиналарға негізделген және артық жолдар үшін бір құрылғыға екі порттан тұрады, дегенмен хоп саны мен кідірісін көбейтуге тура келеді. желілік топология оқиғаларына жауап ретінде, сондықтан хаттамалық келіссөздерді маршруттау немесе көбейту кезінде үзілістер болмайды.Ашық маршруттар RSVP-TE, Segment Routing, IS-IS, MPLS-TE жапсырмасымен ауыстырылатын жолмен (LSP) немесе орнатылуы мүмкін Бағдарламалық қамтамасыздандырылған желі қабат.

Қозғалыс техникасы

IETF Traffic Engineering Architecture and Signaling (TEAS) жұмыс тобы MPLS-TE LSP және RSVP-TE хаттамаларын қолдайды. Бұл трафикті жобалау хаттамалары DetNet ағынының спецификациясын IEEE 802.1Qav несиеге негізделген пішіндеуші, IEEE802.1Qbv несиеге негізделген пішіндеуші сияқты IEEE 802.1 TSN кезекке тұру, қалыптастыру және жоспарлау алгоритмдерін басқаруға аударады, IEEE802 .1Qch синхрондалған екі және үш рет буферлеу, 802.1Qbu / 802.3br Ethernet пакетін алдын-ала босату және 802.1CB жақтауын көбейту және сенімділік үшін жою. IEEE 802.1CB анықтаған хаттамалық өзара жұмыс TSN ішкі желісінің мүмкіндіктерін DetNet ағындарына Active Destination MAC және VLAN Stream сәйкестендіру функциялары арқылы жарнамалау үшін қолданылады. DetNet ағындары тағайындалған MAC мекен-жайы, VLAN идентификаторы және басым параметрлерімен Stream ID және AVS / TSN ішкі желісіндегі сөйлесушілер мен тыңдаушыларға арналған QoS талаптарына сәйкес келеді.[2]

Істерді қолданыңыз

IETF келесі жағдайларды қарастырады:[3]

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Детерминирленген желілік проблемалар туралы мәлімдеме
  2. ^ https://datatracker.ietf.org/doc/draft-ietf-detnet-ip-over-tsn/
  3. ^ Желі қолданудың детерминирленген жағдайлары