什么是无损以太网
无损以太网是在传统以太网基础上发展起来,通过一系列技术手段确保数据传输过程中不丢包的以太网技术。
为什么要用无损以太网
传统以太网在数据传输时可能会因网络拥塞等原因导致数据包丢失,随着高性能计算机、分布式存储、人工智能等对网络要求严苛的技术兴起,需要一种能保证数据零丢失的以太网技术,目前这种在星载系统内部通信、飞行控制系统、航电设备互联都有广泛应用。
无损以太网相关协议
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优先级流量控制(PFC):
IEEE802.1Qbb定义的PFC技术,能为不同优先级的流量提供独立的流量控制。当高优先级队列出现拥塞时,可暂停低优先级队列的传输,确保高优先级数据不丢包。 -
显式拥塞通知(ECN):
网络设备可通过ECN标记有拥塞可能的数据包,发送端收到标记后调整发送速率,提前避免拥塞导致的丢包。 -
数据中心桥接交换(DCBX)
IEEE80.1Qaz中的DCBX能使网络设备自动协商和配置诸如PFC、ECN等无损以太网功能,确保设备间正确协作和配置。
无损以太网主要优势
- 高可靠性: 能确保数据100%传输,在金融交易、航空航天等不容许数据丢失的场景至关重要。
- 低延迟: 减少因数据重传带来的延迟,在高频交易、工业自动化控制等对延迟敏感的领域有优势。
- 高吞吐量: 避免丢包使网络带宽得到充分利用,提升数据传输效率,适合大数据量传输的高性能计算和数据中心场景。
相关协议
- RoCE(RDMA over Converged Ethernet)
将RDMA技术嫁接到以太网上,使以太网具备类似infiniband网络的高性能传输能力,分为RoCEV1和RoCEV2两个版本。 - IWARP(internet Wide Area RDMA Protocol)
允许在TCP/IP基础上实现RDMA功能,通过标准以太网和TCP/IP网络进行远程内存访问。
相关应用
无损以太网主要可在以下3个领域应用
1.航空电子系统通信
- 飞行控制系统:飞行控制系统需要实时、准确地传输各种飞行数据,如姿态、速度、高度等信息。无损以太网能够确保这些关键数据在飞控计算机、传感器和执行机构之间的零丢包、低延迟传输,使飞行员或自动驾驶系统能及时作出决策和调整,保障飞行安全和稳定性。
- 航电设备互联:飞机上的雷达、通信设备、导航系统等航电设备众多,无损以太网可作为统一的网络架构,实现各设备之间的高校数据共享和协同工作,提高航电系统的整体性能和可靠性,减少布线复杂度和成本。
2. 卫星通信与数据传输
- 星载系统内部通信:卫星的星载计算机、姿控系统、能源管理系统等内部子系统之间需要进行大量的数据交互。无损以太网可以为星载系统提供可靠的内部网络通信,确保卫星在复杂的太空环境下能够稳定运行,实现对卫星的精确控制和管理。
- 卫星与地面站通信:在卫星与地面站之间的数据传输中,无损以太网有助于提高数据传输的效率和准确性,确保卫星采集到的遥感数据、科学实验数据等能够快速完整的传输到地面站,同时也能保证地面站对卫星的指令准确无误地发送到卫星上。
3.航空航天飞行器测试与模拟
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地面测试系统:在航天和航空飞行器地面测试阶段,无损以太网可用于连接各种测试设备和仪器,如传感器、数据采集系统、模拟计算机等,实现测试数据的高速、准确传输和实时分析,帮助工程师及时发现和解决问题,提高测试效率和质量。
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飞行模拟训练:
在飞行模拟训练系统中,无损以太网能够为模拟座舱、视景系统、运动平台等设备之间提供低延迟、高可靠性的网络连接,营造一种非常逼真的飞行环境,使飞行员能够进行高效的模拟训练,提升飞行技能和应对突发情况的能力。
随着AI、大数据、云计算等技术快速发展,TSN和无损以太网技术正在快速发展,对网络带宽、低延迟和零丢包的需求剧增,有相关需求可以联系沟通合作。

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