S5700 V600R024C00 配置指南-工业网络 PROFINET
PROFINET由PROFIBUS国际组织（PROFIBUS International，PI）推出，是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。PROFINET采用TCP/IP协议作为基础，并在其应用层上增加了实时机制和通讯协议，以实现高速数据传输和实时响应，其为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案，囊括了诸如实时以太网、运动控制等。
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目的
近些年来，随着网络技术的发展，工业自动化、过程控制、机器人控制、智能制造等领域也在快速发展，它们对数据传输速度、网络的互联性和可扩展性提出了更高的要求，传统的工业以太网技术已经无法满足用户的需求。
工业通信是这个联网世界的“神经系统”，随着工业领域各行业创新和产品生命周期的日益缩短，快速的响应时间和流程优化对确保长期竞争力至关重要，PROFINET将工业以太网技术与互联网技术进行结合，在标准以太网技术的基础上进行优化和扩展，能够支持多种网络拓扑结构，以实现更高开放性、灵活性、高效率、高性能，满足现代工业领域对于低延迟、高可靠、高灵活、高实时性的要求。
当前只有支持PROFINET功能的设备之间才能进行实时的数据交换，为了保证能够在全球范围内具有不同制造商节点的自动化系统中无差错的进行数据交换，从而使得支持PROFINET成为当前的必要条件。
PROFINET采用TCP/IP协议作为基础，并在其应用层上增加了实时机制和通讯协议，因此具有和标准以太网相同的一些特性如全双工、多种拓扑结构等，其速率可达千兆。另外它也有自己的独特之处，如：能实现实时的数据交换，是一种实时以太网等，其OSI参考模型图2-1所示。
PROFINET使用了物理层、链路层、网络层、传输层与应用层协议，其中物理层规定了千兆的传输速率，网络层与传输层则沿用TCP/IP协议族的标准，而独到之处在于数据链路层与应用层的规范。
PROFINET链路层参考了IEEE 802.3、IEEE 802.1Q、IEC 61784-2等标准，分别保证了全双工、优先级标签、实施扩展的能力，从而能够实现RT（实时通信，提供了优化的、基于以太网第二层的实时通道，响应时间在5~10ms。）等通信形式。
PROFINET应用层有多种应用层的协议标准，如IEC 61784、IEC 61158确保了PROFINET IO服务等。
TSN简介
定义
时间敏感网络TSN（Time-Sensitive Networking）是IEEE 802.1定义的新一代网络标准技术，能够在以太网中提供传输时间确定的报文转发。TSN为以太网协议的数据链路层提供一套通用的时间敏感机制，以实现语音、视频、工业自动化指令等关键数据在以太网中的低时延、高可靠的确定性传输。
目的
以太网技术经过多年发展，各类交换技术虽然已经能大大减少网络延迟，但是以太网协议采用的“尽力而为”通信机制从本质上仍然缺乏确定性和实时性，无法满足工业制造等领域的时间要求。TSN要求以太网中的设备均实现高精度的时间同步。在此基础上，以802.1Qbv（Enhancements to Traffic Scheduling）举例，TSN通过流规则识别出关键业务流量，并对这些流量在精确时间点进行确定的调度，从而使得关键业务流量在经过设备单跳转发延时控制在微秒级别。
TSN协议族
如图3-1所示，TSN工作在OSI的第二层，是一种二层技术。因此TSN可以在任何使用标准以太网的环境中使用，上层可以承载任何工业应用程序或协议。
TSN协议族包括时钟同步、流量调度、可靠性、安全等部分。其中802.1Qbv协议属于TSN协议族中流量控制部分，采用802.1Qbv协议实现TSN网络中流量控制详细请参见了解基于802.1Qbv的确定性调度。
TSN流
TSN流包括两个要素：TSN流规则和TSN流行为。
- TSN流规则是设备识别TSN流的基础。设备支持基于二层以太网帧头特征（源MAC地址、目的MAC地址、VLAN ID、VLAN的802.1p优先级、以太帧类型）或IP五元组来识别TSN流。用户可以分析网络中关键流量的特征，基于该特征配置TSN流规则，从而在设备转发时识别出该关键流量。
- TSN流行为可以对识别到的特定TSN流指定出接口的转发队列ID。进而后续可以对TSN流按一定的调度方式转发。