Cisco Zamana Duyarlı Ağ (TSN) Çözümü

28/11/2018
Netkur Bilgi Teknolojileri

TSN, standart Ethernet üzerinde deterministik mesajlaşma sağlamak için IEEE 802.1Q standardı ile tanımlı bir teknolojidir. TSN teknolojisi merkezi olarak yönetilir ve determinizme gereksinim duyan gerçek zamanlı uygulamalar için zaman çizelgesi kullanarak teslimatı garantiler ve ağdaki sapmaları en aza indirir.
TSN Layer 2'de çalışan bir teknolojidir. TSN, bir İnternet Protokol standardı değil, bir Ethernet standardıdır. TSN köprülerinin yönlendirme kararları, IP adresi değil, Ethernet başlık içeriklerini kullanır. Ethernet çerçevelerinin yükleri sadece İnternet Protokolü ile sınırlı değildir. Bu da, TSN çözümünün standart Ethernet kullanarak herhangi bir ortamda kullanılabileceği ve herhangi bir endüstriyel uygulama veya protokolün yükünü taşıyabileceği anlamına gelir.
TSN ağında o
rtak bir zaman kavramı paylaşmak için Hassas Zaman Protokolü (PTP) kullanılır. TSN ile çalışmak için seçilen PTP profilleri IEEE 802.1AS ve IEEE 802.1ASRev'dir.

 

TSN ne sunuyor?

Analiz yapmak, operasyonel analizleri anlamlandırmak ve üretkenliği artırmak için gerçek zamanlı veri toplama yeteneği

Endüstriyel IoT ve kontrol uygulamalarında paylaşılan tek bir ağ altyapısı ile CapEx tasarrufları

Ethernet üzerinden kritik kontrol uygulama trafiğinin düzenlenmesi

Daha sıkı kontrol döngüleri için tutarlı gecikme (nanosaniye cinsinden) ve determinizme ihtiyaç duyan işlemler için artan verimlilik

Açık standartlar sunan ürün sağlayıcılarının büyüyen ekosistemi

 Paylaşılan Zaman Kavramı

Determinizmi sağlamanın anahtarı, paylaşılan zaman kavramıdır. TSN için tüm ağ elemanları (uç cihazlar ve köprüler) tarafından 802.1AS (ve gelecekteki 802.1ASRev) uygulanması gerekmektedir. 802.1AS PTP profili, tüm TSN ağ öğelerinin aynı zaman kavramını paylaşmasını sağlar.

802.1Qbv, TSN çerçevelerinin zamanında teslimatını sağlamak için gereklidir. Tüm ağ öğeleri aynı zamanı paylaştığı için, Qbv'yi uygulayan son aygıtlar ve köprüler, kritik iletişimi çok hızlı bir şekilde ve teslimatta farkedilebilir bir sapma olmadan iletebilir.

IEEE 802.1Qcc, TSN ağ yönetimini mümkün kılmak için yönetim arayüzlerinin ve protokollerin tanımına odaklanmıştır. 802.1Qcc birçok yönüyle büyük bir belirtimdir. 

TSN Sistem Bileşenleri

TSN sisteminde beş ana bileşen vardır:

TSN flow: Son cihazlar arasındaki zaman açısından kritik olan iletişimi tanımlamak için kullanılan terimdir. Her flow, ağ cihazlarının kabul ettiği zaman gereksinimlerine sahiptir. Her bir TSN flow, ağ cihazları tarafından benzersiz şekilde tanımlanır.

End Devices: deterministik iletişim gerektiren uygulamadır. Bunlar ayrıca listeners ve talkers olarak adlandırılır.

Bridges: Ethernet switch olarak da adlandırılır. TSN için bunlar, bir programa göre bir TSN flow Ethernet framelerini iletebilen ve bir zamanlamaya göre TSN flow Ethernet çerçevelerini alan özel cihazlardır.

Merkezi ağ denetleyicisi (CNC): TSN için, CNC deterministik iletişim gerektiren uygulamalara bir proxy ağı (TSN köprüler ve ara bağlantıları) gibi davranır. CNC, tüm TSN framelerin aktarıldığı zamanlamayı tanımlar. CNC uygulaması, TSN köprülerinin satıcısı tarafından sağlanır. 

Merkezi kullanıcı yapılandırması (CUC): CNC ve kenar cihazlar ile iletişim kuran bir uygulamadır. CUC kontrol uygulamalarını ve son cihazları temsil eder. CUC, bu akışlar için özel gereksinimlere sahip deterministik iletişim (TSN akışları) için CNC'ye taleplerde bulunur. CUC, satıcıya özel bir uygulamadır. Tipik olarak TSN kenar cihazlarının satıcısı, bu kenar cihazlar için bir CUC tedarik eder. 

 Cisco TSN Çözümüne Genel Bakış

TSN merkezi ağ denetleyicisi (CNC) ağdaki TSN bridgeleri denetler. CNC, müşteri tesislerinde (bulutun aksine) çalışan bir yazılım uygulamasıdır. CNC uygulaması donanıma bağlı değildir. CNC'nin iki temel sorumluluğu vardır. İlk olarak, rotaların belirlenmesi ve TSN'nin köprülenmiş ağ üzerindeki yönlendirmeleri programlamaktan sorumludur. İkincisi, TSN işleminin TSN ridgelerini yapılandırmaktan sorumludur.

CNC, ağın sağlaması gereken iletişim gereksinimlerini öğrenmek için CUC ile iletişim kurar. CNC, tüm istekleri toplar, her bir iletişim talebi için en uygun yolu belirler, her bir TSN akışı için uçtan uca iletim zamanlama programlar ve son olarak her bir TSN köprüsüne hesaplanan programı aktarır. Programlama hesaplamasının bir parçası olarak, CNC her bir TSN flow için benzersiz bir tanımlayıcı sağlar. Bu benzersiz tanımlayıcı, bir TSN flowunu diğerinden ayırmak için TSN bridgeleri tarafından kullanılır. Benzersiz tanımlayıcı, hedef MAC adresini, VLAN ID'yi ve CoS değerini içerir. Bu üç öğe ile TSN bridgeleri, TSN flowu tanımlayabilir ve akışı doğru programa göre aktarabilir.