网络通信与安全本栏目责任编辑：代影ComputerKnowledgeandTechnology电脑知识与技术第19卷第4期(2023年2月）基于千兆网的时间确定性网络设计曹庆年1，郑博1，孟开元1，穆伟2(1.西安石油大学，陕西西安710000；2.西安翔腾微电子科技有限公司，陕西西安710000)摘要：如今激增的数据业务带来了大量的拥塞崩溃、数据分组延迟、远程传输抖动。传统的网络只能将时延减少到几十毫秒，但是专用总线逐渐被以太网替代在工业、医疗、航空等领域，需要将抖动控制在微妙级。因此，文章设计提出了一种高实时性、低延迟、高可靠性的时间确定性网络。在RGMII接口的千兆以太网MAC帧基础上，增加了两个新的数据帧格式，可以指示当前网络中节点的上线状态，各节点能够在预定义的时隙进行数据的收发。测试结果表明，数据在传输时可以满足高并发的网络要求。关键词：确定性网络；RGMII接口；千兆以太网；MAC帧；节点；高并发中图分类号：TN393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2023)04-0089-04开放科学（资源服务）标识码(OSID)：1引言在航空航天、工业控制、自动驾驶、远程医疗等对网络实时性要求比较苛刻的通信领域，需要将端到端的时延控制在微妙级，可靠性控制在接近百分之百。而传统的网络采用事件触发的方式，端系统采用竞争访问的方式，使得网络的实时性和确定性较差[1]。确定性网络在现有网络基础设施上，借助SDN、节点控制与转发扩展等技术机制，提供确定性网络服务，与现有网络其他业务和设施兼容，可对5G场景下超低时延、超可靠连接场景提供有效的支撑[2]。早前，维也纳技术大学便提出时间触发以太网(TTE)技术，旨在改变传统以太网基于事件触发的传输模式。该技术是局域网首个时间确定性网络组网技术，主要通过调度业务的传输时刻，保障业务的时延[3]。文献[4]研究时间的分区技术，可以提高IMA体系网络的带宽利用率。文献[5]在OPNET网络仿真的基础上，采用网络演算理论，分析了TTE网络的性能。本设计采用了多节点收发的功能，将全部节点分为1个时钟同步主端(MC)节点和多个时钟同步从端(RN)节点。在消息发送的时候，MC节点可以向其他节点提供系统标准时间，RN节点将本节点的时间同步至系统时间，实现多设备之间数据的可靠传输，更适合千兆以太网等高速传输场合。2总体设计方案2.1系统结构设计该设计包括一路2.5G、4LANE的PCIe接口、一路RGMII接口的1000MHZ以太网MAC接口，在发送端支持至多可配置的64条控制/状态消息和8条流消息、接收端支持可配置的64条控制/...
