來源：TSNLAB 微信公眾號

TSN的端到端應用到底需不需要專用的TSN端側設備？現有的端設備要升級成所謂的TSN端需要軟件升級 or 軟件+硬件升級？

這是本文試圖回答的問題。

從技術的角度
，TSN分為有界時延、資源管理、高可靠性、時間同步四大部分（相關細節如不清楚
，請讀者查閱其它文章）。先捏後三個軟柿子：

資源管理：如果使用純分布式架構，則端側需要通過資源預留協議（MSRP或RAP）與TSN網絡設備進行信息交互，完成資源預留的過程
；如果使用分布式用戶、jizhongshiwangluojiagou，zeduanceyexuyaotongguoziyuanyuliuxieyihuoqitafangshiwanchengyuwangluodexinxijiaohu。suoyiduiyuzheliangzhongqingkuang，duancexuyaoruanjianshengji。ruguoshiyongchunjizhongshijiagou，zeduancebuxuyaoewaidegongzuo。

高可靠性：涉及端設備的一個是多發選收（FRER），如果複製點需要在端上
，則需要硬件+軟件支持，不過這種情況下，這個端是bridged end-station，即包含多個網絡接口的、帶有橋接功能的端。另一個是基於流的過濾和策略（PSFP），這(zhe)裏(li)指(zhi)端(duan)側(ce)根(gen)據(ju)網(wang)絡(luo)的(de)反(fan)饋(kui)，在(zai)報(bao)文(wen)的(de)特(te)定(ding)字(zi)段(duan)攜(xie)帶(dai)特(te)定(ding)信(xin)息(xi)，當(dang)然(ran)這(zhe)不(bu)是(shi)必(bi)需(xu)的(de)能(neng)力(li)。綜(zong)上(shang)

，可(ke)以(yi)簡(jian)單(dan)理(li)解(jie)為(wei)
，端(duan)側(ce)沒(mei)有(you)必(bi)需(xu)的(de)升(sheng)級(ji)要(yao)求(qiu)。

時間同步：首先看應用場景有沒有精準時間同步的需求。如果有，一般來講軟件升級即可（如Linux支持標準PTP），而硬件僅會影響時間同步的效果。不排除有時間同步的實現方案設計成硬件依賴的模式。

最後，我們來講有界時延。既然是“時間敏感網絡”，保障端到端有界時延肯定是核心。這裏的端到端，指從發送端設備的網絡接口發出，到抵達接收端設備的網絡接口。當TSN網絡設備使用CBS
、ATS等調度方案時
，對端側的發送行為沒有額外的要求。換言之，網絡需要了解端側的行為（資源管理的部分），但不需要端側去定製自己的行為。僅當TSN網絡設備上使用基於時間門控（Qbv）的調度方案時（CQF也屬於時間門控調度方案），對dui端duan側ce的de發fa送song行xing為wei的de協xie同tong會hui有you一yi定ding額e外wai的de要yao求qiu。這zhe個ge要yao求qiu也ye不bu是shi必bi需xu的de，隻zhi是shi如ru果guo端duan側ce無wu法fa協xie同tong
，則ze端duan到dao端duan時shi延yan上shang界jie無wu法fa達da到dao最zui佳jia效xiao果guo。

展zhan開kai來lai講jiang，如ru果guo網wang絡luo和he端duan側ce間jian有you精jing準zhun時shi間jian同tong步bu，且qie網wang絡luo了le解jie端duan側ce發fa送song關guan鍵jian報bao文wen的de周zhou期qi和he相xiang位wei，就jiu可ke以yi精jing準zhun地di設she計ji門men控kong，在zai關guan鍵jian報bao文wen抵di達da時shi，把ba其qi它ta非fei關guan鍵jian報bao文wen隊dui列lie關guan閉bi，防fang止zhi對dui關guan鍵jian報bao文wen排pai隊dui調tiao度du造zao成cheng幹gan擾rao。由you於yu我wo們men這zhe篇pian文wen章zhang講jiang的de是shi端duan，那na我wo們men看kan看kan這zhe時shi端duan需xu要yao做zuo什shen麼me。我wo們men這zhe裏li假jia設she端duan設she備bei同tong時shi存cun在zai實shi時shi應ying用yong和he非fei實shi時shi應ying用yong。看kan下xia圖tu：

1. 如果端側沒有實時內核（在係統調度裏實時應用無法搶占非實時應用），則實時應用的發包抖動可能是ms級別的。也就是說，即使有us級甚至ns級的時間同步，應用想在1點1分1.000000秒發送報文，結果實際報文發出網口的時間會有ms級別的抖動。這對於ms級的TSN門控就會有非常大的影響，而us級的TSN門控則幾乎不可行。

2. 如果端側有實時內核，實時應用可以搶占非實時應用
，則實際發包的抖動可能有幾十到幾百us，比前一種情況好得多。

3. 如果硬件（比如網卡）有隊列能力（可以類比成單隊列Qbv來理解），按照精準時間同步的時間，開門發送報文，這時實際發包的抖動就可以達到近似於時間同步的精度
，即ns級。

4. 如果硬件支持多隊列，則雖然發包抖動的精度相比於情況3不會再提高，但可以實現多種業務的靈活調度。

綜上所述，如果對端側發送報文的時間精度有ns或個位數us級別的要求，則這時需使用的TSN端對硬件有要求。