干货周记：快速搞懂TSN、车载以太网的那些事儿（下）

欢迎大家来到IT世界,在知识的湖畔探索吧!

这回咱主要说下，TSN硬件相关的另外两大法宝：“延迟管理”和“可靠性”。

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上图为特斯拉网联架构中的一瞥，FYI。

这期咱为了精炼，直接开门见山。

一、时间与抖动（见干货周记：快速搞懂TSN和车载以太网（中）（汽车电子16））

二、时间同步协议(802.1AS): 网络世界的指挥家（见干货周记：快速搞懂TSN和车载以太网（中）（汽车电子16））

三、流量整形协议(802.1Qav)：数据洪水的“稳压器”

数据有时就像突发的洪水，一下就涌过来了。而咱可怜的网络管道，就像个小水管，遇到大水流时，它时常承接不住。于是，大数据流，时常会把咱的网络撑到崩溃（如在公司局域网中，大家同时下载大量文件）。

802.1Qav流量整形协议，就是为缓解 “数据洪水”而生的。它为数据的稳定传输，煞费苦心，还准备了个水库做Buffer，遭遇汹涌而至的数据流时，它会先把这些数据引入水库，先存起来。等待合适的时机，再适度开闸放水，让数据均匀稳定地流出，避免了网络数据阻塞。

四、流量调度协议(802.1Qbv)：数据道路的“交规”

假如，咱把网络中的数据，比作马路上的车辆。要知道，车流中除了私家车、出租车，同样也有救护车、消防车。这些车辆是要分轻重缓急的，如果它们都被无序地混在一起，那可就乱了套了。

802.1Qbv流量调度协议，为数据交通规则而生。它将以太网数据分为固定长度、连续重复的周期。这些周期又被分成时隙，在每个时隙中，数据通过不同优先级标签传输。确保不同优先级的数据互不干扰，以及高优先级数据对资源的优先享用。

也就是说，它为不同数据，设计不同车道（公交车专用道、应急车道等），也为不同数据，贴上了不同的标签。比如，它会为“救护车”贴上“VIP”标签(时间敏感流)，为普通数据贴上“普通”标签（Best effort流）。保证高优先级数据，能安全准时地抵达目的地。

五、优先级博弈协议(802.1Qbu): 数据红绿灯

网络犹如一座城市的交通系统，不同类型的车辆川流不息，有的像救护车一样紧急（实时数据），也的像私家车一样普通（常规数据）。即使车道和车辆标签都设计井然有序，但要是没了红绿灯，路口也一样会乱成一锅粥。

802.1Qbu数据循环与排队协议，就是专为数据交通打造的“红绿灯”。它用了eLQ（Enhanced Local Queueing）队列管理技术，通过 “抢占机制”处理数据流。例：必要时，它会暂停正在传输的低优先级数据，让高优先级数据先传输。就像当救护车鸣笛赶来时，其他车辆会暂时停下，让救护车先行。

同时，它还能 根据网络的实时状况，动态调整数据传输顺序，就像“智能红绿灯”根据路口车流量实时调整时间一样，确保资源得到最合理的利用。

六、冗余协议（802.1CB）：数据的备胎计划

假如，你要给朋友送一份特别重要的文件，为了确保朋友一定能收到，你不仅发了电子邮件，还通过微信又发了一次。在网络世界中，数据传输偶尔会掉链子（数据拥堵或线缆损坏），802.1CB 协议也是干这个的，它给数据传输上 “双保险”，让数据稳稳当当送到目的地。

802.1CB协议使用了FRR (Fast Reroute)技术，当网络主要路径出问题时，它可迅速切到备用路径传，以确保数据的连续传输。正所谓，逢山铺路，遇水架桥。这是通过“帧复制”和“帧消除”机制，来实现的。

帧复制：数据分身术

802.1CB 协议在发数据时，会把数据 “复制” 好几份。然后让它们从不同的路径，一起往接收设备那儿传送。比如，一个摄像头要把拍摄的监控视频数据传给后台服务器，它就会用802.1CB协议把视频数据复制几份，从不同线路传。

帧消除：多选一

接收端一般会收到好几份一样的数据，这时候它得挑出一份有用的，把其他的扔掉就行啦，802.1CB 协议会给每个数据都贴上编号，接收设备就根据编号，挑出一份，把其他重复的都 “消除” 掉就OK了。

车载应用中，自动驾驶汽车，得和周围的车、红绿灯、路边的传感器不停地交换数据。要是数据传错或传丢，就可能有危险。有了802.1CB 协议，它给数据也上了个 “双保险”，这一点，与汽车界的功能安全，也有异曲同工之妙。

七、数据过滤与监管协议(802.1Qci)：服务质量监督员

顾名思义，它就像是个服务质量监督员，确保网络中的数据传输质量。以确保重要信息能更快、更安全地传输，而不会被其他普通信息干扰。

… …

还有很多协议，但时间有限，Roy就不在这儿一一举例说明了。

值得注意的是：带TSN功能的设备，不必支持所有TSN协议标准，只需按具体需求选择即可（但需声明，其支持的具体协议名称）。

总体来说，TSN中的这些协议，就像是一套复杂的管理系统，它们协同工作，确保网络中的设备，能按统一的时间表和规则去传数据，保证数据传输的鲁棒性和确定性。

这一猛子扎进去，又是两千多字了，看来我表达的还是啰嗦了。至于上回提到的，用一道数学题，解释gPTP的具体工作原理，下一期的“番外篇”见。

End

Roy个人观点，仅供参考。

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干货周记：快速搞懂TSN和车载以太网（中）（汽车电子16）

干货周记：车载以太网和TSN的那些事儿（上）（汽车电子15）

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