TSN报文优先级（802.1P优先级、IP优先级、TOS优先级）

TSN

报文优先级

为了配合TSN网关的流量调度，终端设备上的IPv4网络通信有3种QoS优先级标签方式，基于二层的COS字段（配合VLAN ID），基于三层的IP TOS 和 IP DSCP，需要实际验证Xavier QNX平台如何支持，以及ADU经网关实现异构网络传输时是否有效果（按优先级转发）.

802.1P优先级、IP优先级、TOS优先级及DSCP优先级的分类和对应

1、802.1P优先级（有时也称COS优先级）：

802.1p用户优先级定义在二层802.1Q 标签头中的TCI字段中。和VLAN ID一起使用，位于高位起16-18bit字段，长度3bit，取值范围0-7，0优先级最低，7优先级最高

TPID（Tag ProtocolIdentifier标签协议标识）：2字节的定值0X8100，表明这是一个加了802.1Q标签的帧。
TCI（Tag Control Information）：2字节，包含了帧的控制信息
Priority：802.1P优先级，3bit，取值0-7
CFI：1bit，暂时保留未用，为0说明是规范格式，1为非规范格式，被用在令牌环/源路由FDDI介质访问方法中来指示封装帧中所带地址的比特次序信息。
VLANID：12bit，取值范围0-4095，由于0 和4095保留，实际取值范围是1-4094，每个支持802.1Q协议的交换机发送出来的数据包都会包含这个域，以指明自己属于哪一个VLAN

2、IP优先级和TOS优先级：

IP优先级定义在三层IP报文头中的TOS字段（8bit）中，占据高位的3bit，取值范围0-7，0优先级最低，7优先级最高
IPV4的报文格式:

如上图所示，IPV4的报文头重包含一个8-bit的TOS（服务类型）优先级区域，它通常被分为precedence部分(IP优先级)-前3bit和TOS优先级（紧接着的4bit），最后一位作保留；格式如下：

起初，该字段定义如下（RFC1349）：

IP优先级具体取值及含义如下：
111－Network Control 网络控制
110 －Internetwork Control 网间控制
101 －Critic 关键
100 － FlashOverride 疾速
011 －Flash 闪速
010 －Immediate快速
001 －Priority 优先
000 －Routine 普通
优先级6和7一般保留给网络控制数据使用，比如路由。
优先级5推荐给语音数据使用。
优先级4由视频会议和视频流使用。
优先级3给语音控制数据使用。
优先级1和2给数据业务使用。
优先级0为缺省标记值。
在标记数据时，既可以使用数值，也可以使用名称（英文名称）。

3、DSCP优先级：
由于对区分服务类型的多样化的要求，IP优先级的8个优先级是远远不够的，在之后的RFC文档中对TOS字段进行了重新的分配，命名为DSCP，DSCP优先级是把整个8位的前6位重新定义了一下，称为DSCP优先级，取值范围0-63，0优先级最低，63优先级最高。COS TOS DHCP通常要做映射机制。

由于DSCP和IP PRECEDENCE是共存的于是存在了一些兼容性的问题，而且DSCP的可读性比较差，比如DSCP 43（101011）我们并不知道对应着IP PRECEDENCE的什么取值，于是就把DSCP进行了进一步的分类。目前定义的DSCP总共分成了4类（64个优先级并未用完）：

类选择器 Class Selector(CS) aaa 000
加速转发 Expedited Forwarding(EF) 101 110
确保转发 Assured Forwarding(AF) aaa bb0
尽力而为 Default(BE) 000 000
https://www.cnblogs.com/zandon/p/11923607.html

（4）IP precedence和DSCP的对应

来自 https://blog.csdn.net/Mr_zhangtf/article/details/107925938

区别

TOS和DSCP是三层协议（IP层）中的字段；
COS是二层协议中的字段；
映射,COS到DSCP的映射(二层与三层之间的映射）

查看命令：
这是个二维阵列表，d1 列代表DSCP值的十位数，d2 行代表DSCP值的个位数。在列与行交叉的位置上显示的是映射到该DSCP值上的CoS值。
比如DSCP值08(十进制）（D1=0，D2=8）交叉值是01，就表示对应的COS 值是01.

再比如:比如DSCP值0x30=48–>(D1=4,D2=8)

IP-Precedence到DSCP的映射（Tos–>DSCP，不同三层之间的映射）
默认的IP-Precedence-to-DSCP映射关系如下。


在实施Qos策略时，Cos与Tos或DSCP之间通常要做映射机制。
具体实现方法是企业为分类制定明确的交付目标。路由器和其它设备可以通过数据包队列（本质上就是缓冲区）和相应算法，传递数据包，实现交付目标。

优先级映射

不同的报文使用不同的QOS优先级，例如VLAN报文使用802.1p，IP报文使用DSCP，MPLS报文使用EXP。当报文经过不同网络是，为了保持报文的优先级，需要在连接不同网络的网关处配置这些优先级标记的映射关系。
为了保证不同的报文的服务质量，在报文进入设备时，需要将报文携带的优先级映射到本地优先级LP（即设备为报文分配的一种具有本地意义的优先级，对应出端口队列序号）；在报文出设备时，可以将本地优先级映射为QOS优先级或者直接重标记报文优先级，以便后续网络设备能够根据QOS优先级提供相应的服务质量。

报文数据流进入设备端口之后，设备会根据端口配置的信任模式来分配报文的各类优先级。端口的信任模式如下，对于二层网络中的报文，可以选择信任802.1p模式；对于三层网络中的报文，可以选择信任DSCP模式

使用端口的优先级
缺省情况下，端口模式为不信任报文优先级，即使用端口优先级，按照端口的优先级，根据映射表为报文分配优先级。

信任DSCP模式
配置为信任DSCP优先级时，根据报文的DSCP优先级作为索引，查看DSCP映射表，得到报文的802.1p、DSCP、LP优先级，在设备内转发的时候使用LP作为拥塞处理的优先级值。当报文从设备转发出去时，把映射后的优先级更新到出报文的VLAN Tag、IP DSCP字段。

信任802.1p模式
配置为信任 802.1P 优先级时，根据报文的 802.1P 优先级作为索引，查看802.1P映射表，得到报文的 802.1P、DSCP、LP 优先级，在设备内转发的时候使用 LP 作为拥塞处理的优先级值。当报文从设备转发出去时，把映射后的优先级更新到出报文的 VLAN tag、IP、或DSCP 字段。

高优先级报文的确定性测试

设置优先级后，高优先级报文应保证其确定性。
测试方法：低优先级一直发送，发送char buffer[10000]的数据，占满带宽（千兆以太网，流量是150MB/s），高优先级10ms周期发送。测一下接收端高优先级的报文周期是否稳定。
用发送、接收两边抓包的方式做对比。
如果在接收端代码中打印计数，可能会有实际接收到了报文，但是刷新不过来，会漏掉接收报文的打印。