[发明专利]一种基于CBS流控机制的AVB网络流量最大延迟测试的装置

说明书

本发明公开了一种基于CBS流控机制的AVB网络流量最大延迟测试的装置，其包括有数据源类流产生模块(10)、网络接收模块(20)、CBS流控模块(30)、FIFO模块(40)、网络发送模块(50)、计时器模块(60)和监视器(70)。本发明装置运行在FPGA处理器上，通过CBS流控机制解决AVB网络中最大延迟测量的技术问题。本发明装置支持对多优先级类型网络流量的传输，并利用数据源产生了最坏场景下的多优先级类型网络流量；采用CBS流控机制控制多优先级类型网络流量的发送；采用硬件时间戳记录多优先级类型网络流量通过网络节点时的最大延迟。

技术领域

本发明属于网络测试领域，更特别地说，涉及到一种基于CBS流控机制的AVB网络流量最大延迟测试的装置。

背景技术

音视频桥接(Audio/Video Bridging，AVB)网络是在工业标准以太网基础上经过适用性改造，采用预定流(Stream Reservation，SR)和信用量整形(Credit BasedShaping，CBS)等机制保障低延迟的音视频流服务，AVB互连技术已在嵌入式车载网络(如宝马系列车型)中得到实际应用。标准AVB网络中包含有时间敏感的音视频预定流(SR_A类流和SR_B类流)和一类尽力传流(Best Effort，BE)。SR_A类流为时间敏感的音频预定流，SR_B类流为时间敏感的视频预定流，BE类流为尽力传流。

CBS方法中与流量信用量变化有关的逻辑带宽参数是idleSlope(空闲率)和sendSlope(发送率)，发送率与空闲率两个参数之间的关系为sendSlope＝idleSlope-R，R表示网络链路传输带宽。在AVB网络中，当SR_A类流或SR_B类流的传输被阻塞时，流量信用量将以idleSlope(空闲率)的速率增加；当SR_A类流或SR_B类流正在传输时，流量信用量将以sendSlope(发送率)的速率减少。

AVB网络中所传输的多种类型流量对网络的实时性提出了各自不同的需求，需要网络保障不同类型流量传输的最大延迟。在流量的实际传输过程中，不同类型流量之间存在复杂多样的竞争关系，使得流量最大延迟的测量极具挑战性。网络流量延迟测试的目的在于确定流量通过网络节点时所历经的时间，其最坏条件下的传输最大延迟是评价网络实时性能的重要参考指标。采用理论分析方法作为网络延迟的紧性评估手段具有较大的偏差，因此评估结果还有待进一步优化；而实际的网络环境发生最大延迟情况的几率很小，统计平均延迟结果并不能反映网络的所有实时性能。

发明内容

本发明的目的是为了测量AVB网络中网络流量通过网络节点时的最大延迟，而设计了一种基于CBS流控机制的AVB网络流量最大延迟测试的装置。为了准确测量网络流量通过网络节点时的延迟，有效消除软件时间戳中操作系统和协议栈的延迟抖动影响，采用硬件时间戳技术能够极大地提高延迟的测量精度。该装置运行在FPGA处理器上，通过CBS流控机制解决AVB网络中最大延迟测量的技术问题。本发明装置支持对多优先级类型网络流量的传输，并利用数据源产生了最坏场景下的多优先级类型网络流量；采用CBS流控机制控制多优先级类型网络流量的发送；采用硬件时间戳记录多优先级类型网络流量通过网络节点时的最大延迟。

本发明设计了一种基于CBS流控机制的AVB网络流量最大延迟测试的装置，其特征在于：其包括有数据源类流产生模块(10)、网络接收模块(20)、CBS流控模块(30)、FIFO模块(40)、网络发送模块(50)、计时器模块(60)和监视器(70)；