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具有调节器和非理想时钟的时敏网络中的时间同步问题

在时间敏感型网络中(例如在IEEE TSN和IETF Detnet中)使用流重塑,以减少网络内部的突发性并支持计算保证的时延边界。使用每流调节器(例如令牌桶过滤器)或交错式调节器(与IEEE TSN异步流量整形(ATS)一样)执行此操作。两种类型的调节器都是有益的,因为它们消除了由于网络内部的复用而导致的突发性增加。通过使用网络演算,可以证明它们不会增加最坏情况的延迟。但是,假设所有网络节点的时间都是完美的,则建立了调节器的属性。实际上,节点使用本地的、不完美的时钟。时间敏感型网络有两种形式:(1)在非同步网络中,本地时钟在每个节点上独立运行并且其偏差不受控制;(2)在同步网络中,本地时钟的偏差保持在很小的范围内使用例如同步协议(例如PTP)或基于卫星的地理位置系统(例如GPS)。在这两种情况下,我们都会重新审视监管机构的性质。在非同步网络中,我们表明忽略时序不正确可能会由于每流或交错式调节器的无限延迟而导致网络不稳定。为了避免此问题,我们提出并分析了两种方法(速率和突发级联以及异步双到达曲线方法)。在同步网络中,我们表明流量调节器没有不稳定,但是令人惊讶的是,交错的调节器会导致不稳定。为了建立这些结果,我们开发了一个新的架构来捕获非同步和同步网络中时钟的工业需求,并且我们开发了一个工具箱,该工具箱扩展了网络演算以解决时钟缺陷。

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