基于OpenTSN環境和(hé)TSN-Insight機(jī)制，我們對環形網絡中4個TSN交換機(jī)的(de)同步精度和(hé)基于CQF整形的(de)TSN流轉發延時進行(xíng)了測試。初步驗證了目前實現方案的(de)有(yǒu)效性，也發現了一(yī)些潛在的(de)bug。 一(yī)、同步精度測試      OpenTSN環境的(de)同步精度基于TSN-Insight的(de)Beacon機(jī)制測試，即每個交換機(jī)在固定時間（每1ms開始時）向Insight設備發送beacon分組（基于PTP協議擴充），由于Beacon分組基于PTP協議格式，因此沿途交換機(jī)會記錄該分組的(de)透明時鍾值。Insight設備收到beacon分組時，通過透明時鍾的(de)修正（類似AS6802标準中的(de)固化操作）即可(kě)推斷這些beacon源自(zì)TSN交換機(jī)之間的(de)時間偏差。      與常規的(de)秒脈沖機(jī)制相比，基于Beacon機(jī)制的(de)精度測量具有(yǒu)實現簡單，無需專業的(de)測試設備的(de)優點（TSN-Insight的(de)PTP協議擴展和(hé)Beacon機(jī)制詳見參考文獻[1][2]，我們也将在後續文章(zhāng)中介紹）。      無背景流時，四個交換機(jī)時鍾（從）與主時鍾的(de)偏差絕大多數時間可(kě)以控制在100ns以內(nèi)，交換機(jī)1和(hé)交換機(jī)2在個别時間（周期性出現）的(de)偏差會突破100ns，如(rú)圖1所示。      使用TSN-Insight軟件，同時分析上報攜帶同步精度的(de)Beacon分組的(de)透明時鍾時發現，源自(zì)交換機(jī)1和(hé)交換機(jī)2的(de)Beacon分組的(de)透明時鍾值也會周期性的(de)跳高(gāo)，因此懷疑在Insight分析處理(lǐ)流程中或者在TSN交換機(jī)中Beacon産生邏輯中可(kě)能還存在bug待解決。      通過測試儀可(kě)以向TSN網絡中注入背景流。在10M和(hé)100M背景流下，TSN交換機(jī)之間的(de)同步如(rú)圖3和(hé)圖4所示。      由圖4可(kě)以看出，在某些條件下，交換機(jī)2的(de)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(gāo)，優于50ns，具體的(de)原因待查。 二、TSN流的(de)轉發确定性測試      我們基于802.1Qch标準中提出的(de)CQF整形模型以及典型的(de)時間槽配置對10M TSN流的(de)交換性能進行(xíng)了測試。      FAST-ANT測試儀通過令牌桶機(jī)制控制10Mbps帶寬數據流的(de)發送，由于令牌是周期性增加的(de)，因此發送的(de)數據流具有(yǒu)周期性的(de)特點，符合TSN流的(de)定義。測試中每個分組的(de)大小為(wèi)固定的(de)256字節。      根據CQF模型，分組在經過n個交換機(jī)時，延時可(kě)确定性保證在(n-1)*D和(hé)（n+1）*D之間。在測試中時間槽D配置為(wèi)250us。因此分組在經過1、2、3、4跳交換機(jī)後，延時應該分别在[0，500us]，[250us，750us]，[500us，1000us]以及[750us，1250us]之間。實測結果如(rú)圖5所示，符合預期。TSN分組的(de)主要延時位于CQF隊列中的(de)延時，由于隊列切換時間為(wèi)250us，因此分組的(de)延時主要由其進入隊列時間到隊列切換時間之間的(de)差值決定，因此随着時間的(de)變化，分組延時成鋸齒形變化也是符合預期的(de)。 三、初步測試結論      （1）TSN-Insight的(de)Beacon機(jī)制可(kě)有(yǒu)效監測TSN網絡內(nèi)部的(de)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(kě)少的(de)組成部分；      （2）基于OpenTSN中的(de)同步機(jī)制，在規模有(yǒu)限的(de)網絡中，可(kě)以取得優于200ns的(de)同步延時，但同步系統或Insigt系統的(de)Beacon機(jī)制在實現中可(kě)能存在bug需要解決；      （3）TSN中基于802.1Qbv/802.1Qch的(de)整形機(jī)制可(kě)以保證轉發延時的(de)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(jī)制，2019年(nián)軟件定義衛星高(gāo)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