信而泰技术资讯 | TTE时间触发以太网交换机测试方法

1/19/2024，光纤在线讯，在本世纪初，TTE最早是由维也纳科技大学Hermann Kopetz赫尔曼·科佩茨教授等人提出来的，在国际上比较知名的TTE开发机构主要是以奥地利的TTTech公司为主，尔曼·科佩茨教授是该公司的创始人之一，这家公司是将教授的理论进行了产业化应用和推广，其中，开发的关于TTE网络产品包括：TTE交换机、TTE端系统、相关软件系统和开发工具等，端口速率可以达到100M/1000M/10G。

什么是TTE
     TTEthernet，全称为Time Triggered Ethernet 时间触发以太网技术，即以时间触发代替事件触发，将通信任务通过合理的调度定时触发发送。TTE将时间触发传输的实时性、确定性、容错能力等特点与传统以太网“尽力投递”的灵活性、动态性等特点结合在了一起，其目的就是在于通过全局时钟精确同步，可有效避免数据帧在传输过程中造成的冲突，保证通信延迟与时间偏移的确定性。

TTE技术简介
1. TTE网络体系架构示意图


     TTE执行服务在数据链路层，在802.3基础上做了扩展，也就是说TTE可以不加修改的使用所有IEEE802.3服务，在此基础上扩展了TT同步协议和服务控制机制。

2.TTE时间同步控制
     时间同步控制是TTE网络最核心的部分之一。TTE网络中各个节点通过发送协议控制帧（PCF帧）来实现时钟同步控制，PCF帧格式如图1所示。目标就是使TTE网络上所有端系统和交换机的本地时钟同步，为下一步的TT数据传输做好准备。
  
图1 PCF帧格式

3.TTE 数据传输控制
数据传输控制同样是TTE网络最核心的部分之一。共分为三种类型的数据帧，数据帧格式如图2所示：

图2 TT/RC/BE帧格式

TT帧（Time-Triggered），类型为：0x88d7，即预先计划的时间触发数据流。其特点是优先级最高、具有抢占机制；

RC帧（Rate-constrained），类型为：0x0888，即速率约束的数据流。其特点是次优先，可保证带宽利用率和有限传输时延；

BE帧（Best-effort），类型为：0x0800，即‘尽力而为’的数据流。其特点是不保证传输时延、抖动和可靠性，优先级最低。

TTE交换机混合流量测试方法
     TTE时间触发以太网是一种网络技术，属于所谓的混合关键网络的一部分，其中具有不同时序和容错要求的流量共存于同一物理网络中。这意味着关键设备（例如，启用飞船控制）和非关键设备（用于监控和数据收集）共享同一网络。综上所述测试TTE网络中各类混合流量相互之间的影响，即混合流量测试尤为重要。
   
图3 混合流量测试示意图

     如图3所示，该测试场景描述的是百兆口向千兆口发送广播帧流量，验证不同类型数据帧转发时的相互影响。ES1-5是由TTE测试仪模拟的5个端系统，其中，ES1&2是千兆口，ES3-5是百兆口，3个百兆口分别发送BE/RC/TT三种不同类型数据广播帧到2个千兆口上。

例如，测试当BE、RC流量做为背景流对TT流的影响，测试步骤如下：

⑴ 查看端系统同步状态；
   

⑵ 端系统ES5发送速率为95%带宽、64字节固定帧长的BE广播数据包至千兆口；


⑶ 端系统ES4发送速率为70%带宽、65字节固定帧长的RC广播数据包至千兆口；


⑷ 端系统ES3逐条发送64字节固定帧长的TT广播数据包；


⑸ 查看所有千兆口端系统接收到的TT/RC/BE数据流量统计；


测试关注的重要指标为：发送和接收速率，实时丢包数，实时丢包率统计。